Вплив оброблюваного матеріалу.

При різанні сталі тепла виділяється більше, чим при різанні чавуна. Але температура в тонких поверхневих шарах різця може бути значною і при обробці чавуна за рахунок великого тиску стружки надлому на різальну кромку різця і меншої теплопровідності чавуна.

Чим більші границя міцності σ_в і твердість HB, HRC оброблюваного матеріалу, тим більшу силу опору необхідно здолати при стружкоутворенні, а отже, витратити на процес різання більшу роботу. Як наслідок, виділяється більше тепла і вищою буде температура різання. Крім того, при різанні твердих сталей стружка доторкається до передньої поверхні на меншій площі, чим при різанні більш пластичних сталей; це підвищує тиск на одиницю площі контакту, а відвід тепла в тіло різця і в товщу стружки проходить через меншу площу поверхонь, що також буде сприяти підвищенню температури в поверхневих шарах леза різця.

Чим вища теплопровідність і теплоємність оброблюваного матеріалу, тим інтенсивніше відвід тепла від місць його виділення в товщу стружки і в оброблювану заготовку, тим менша температура поверхневих шарів різця.

10.2 Вплив елементів режиму різання.

Із збільшенням швидкості різання зменшується складова сили різання P_z, але в меншому ступені, чим збільшується швидкість. Наприклад, при збільшенні V в 5 разів складова сили збільшуються в 1,27 рази. Тому, згідно до формули

Q = P_zV,

будемо мати те, що із збільшенням швидкості різання тепла буде виділятися більше (рис. 10.1):

T = C₁V^z; z < 1; z = 0,26-0,72.

Із збільшенням подачі збільшується сила різання, а відповідно, буде збільшуватись і кількість теплоти. Але сила P_z збільшується в меншому ступені, чим збільшується подача (y_pz = 0,75), а тому повільніше приросту подачі буде збільшуватись кількість тепла і підвищуватись температура різання. На зменшення інтенсивності температури різання із збільшенням подачі впливає і підсилення відводу тепла від поверхні тертя в стружку і в тіло різця (в зв’язку із збільшенням товщини стружки і поверхні дотику стружки з різцем) (рис. 10.2):

T = C₂s^y; y = 0,13-0,45.

Рисунок 10.1 – Вплив швидкості різання на температуру

поверхонь стружки, різця і заготовки

Рисунок 10.2 – Вплив величини подачі на температуру в зоні різання

Ще менше на температуру впливає глибина різання. Із збільшенням глибини різання загальна кількість теплоти збільшується, тому що збільшується P_z. Але разом із збільшенням теплоти пропорційно глибині різання збільшується і довжина активної частини різальної кромки, тобто кожній добавленій по ширині ділянці стружки відповідає така ж ділянка контакту на різці. Поряд із збільшенням контакту поліпшується і відвід тепла в тіло різця. Тому, незважаючи на збільшення загального тепловиділення, температура в кожній точці контакту різця із стружкою збільшується незначно (рис. 10.3).

Рисунок 10.3 – Вплив швидкості різання на температуру в зоні різання

при різних глибинах оброблення

T = C₃t^x; x = 0,1.

Повне рівняння, яке описує вплив режимів на температуру, має вигляд

T = CV^z s^y t^x.

10.3. Вплив геометричних елементів різця.

Передній кут (кут загострення) складно впливає на температуру в зоні різання (рис. 10.4). Це пояснюється тим, що з однієї сторони, при зменшенні переднього кута (збільшенні δ) збільшується деформація і робота різання, що призводить до збільшення тепловиділення. З іншої сторони, збільшення δ відсуває центр тиску стружки від різальної кромки різця, робить лезо різця більш масивним, що підсилює відвід тепла в тіло різця, зменшуючи температуру на його поверхнях контакту. В межах δ = 65-75° (γ = 25-15°) температура змінюється незначно; в діапазоні δ = 75-85° (γ = 15-5°) температура збільшується, що пояснюється перевагою тепловиділення над тепловідводом. Негативний передній кут приводить до більших деформацій і більшого тепловиділення.

Збільшення головного кута в плані збільшує температуру в зоні різання (рис. 10.5). При зміні φ відбувається наступне. При збільшенні φ при однакових t і s стружка стає товщею, що віддаляє центр її тиску від різальної кромки і одночасно збільшує площу дотику стружки з різцем. Це сприяє кращому відводу тепла як в товщу стружки, так і в тіло різця. Але з іншої сторони (і це є переважаючим) із збільшенням φ зменшується ширина стружки і довжина активної частини різальної кромки. Останнє призводить до менш інтенсивного відводу тепла в заготовку і тіло різця, теплота концентрується на меншій ширині різця, і температура в зоні різання підвищується.

Рисунок 10.4 – Вплив переднього кута на температуру в зоні різання

при різних швидкостях оброблення

Рисунок 10.5 – Вплив головного кута в плані на температуру в зоні різання

Радіус закруглення при вершині різця в плані впливає на загальне тепловиділення і на його відвід. Чим більший радіус закруглення, тим більша деформація, сила і тепловиділення. Але при збільшенні радіусу збільшується довжина активної частини різальної кромки, що поліпшує відвід тепла. Підвищення інтенсивності відводу тепла є переважаючим, що і приводить до зменшення температури в зоні різання при збільшенні радіусу закруглення (рис. 10.6).

Рисунок 10.6 – Вплив радіусу закруглення при вершині різця

на температуру різання при різних швидкостях оброблення

Збільшення поперечного перерізу різця поліпшує відвід тепла, зменшуючи за рахунок цього температуру в зоні різання.

10.4. Вплив мастильно-охолоджувальних рідин.

Мастильно-охолоджувальні рідини не тільки полегшують стружкоутворення, зменшуючи тепловиділення, але і поглинають та відводять частину тепла, що виділилось, зменшуючи тим самим температуру в зоні різання. Ефективність застосування МОР залежить від її складу і методу підводу в зону різання (рис. 10.7).

Рисунок 10.7 – Вплив швидкості різання на температуру різання

при точінні з охолодженням