3.2. Инженерная методика расчёта температур на контактных       площадках тел

Температура на контактных площадках тел, возникающие под действием различных источников или стоков теплоты, могут быть рассчитаны путём интегрирования дифференциального уравнения . Однако иногда, особенно при нестационарном теплообмене , сложных формах и законах распределения плотности источников, эти расчёты достаточно трудоёмки. Поэтому для практических целей с некоторой долей приближения и погрешностями, допустимых при теплофизическом анализе технологических систем, можно применять излагаемую ниже инженерную методику конструирования расчётных формул.

Идея инженерной методики состоит в том, что формулы для расчета температур представляют в  виде ряда сомножителей, причем структура этих формул соответствует структуре кодов, служащих для описания тепловых задач. Напомним, что код состоит из восьми символов, каждый из которых характеризует признак источника или нагреваемого тела: М — мерность источника; К — конфигурация площадки, на которой он расположен; О -ограниченность источника; Р — закон распределения плотности теплового потока; С- скорость перемещения источника; Д — длительность

его функционирования; Т — форма нагреваемого тела; У — граничные условия. В соответствии с этими символами формула для расчета температур имеет вид

в которой значение каждого из сомножителей А зависит от значения символа в коде тепловой задачи. Порядок символов в формуле несколько отличается их порядка в коде задачи, что не вносит принципиальной разницы. Коэффициенты формул приведены в .

3.3 Теплообмен и температуры возникающие в процессе резания

Современное представление о про­цессе формоизменения материала режущим клином может дать схема, приведённая на рисунке 24. В зоне 3 материал заготовки подвергается пластическому деформированию, которое возникает не только в этой зоне , но и в тонком слое материала заготовки 1, расположенном под задней поверхностью режущею клина 5. Зона 3 окружена областью 2, в которой возникают упругопластические и упругие деформации.

Стружка 4 по передней поверхности резца. В прирезцовом слое 6 ее материал испытывает вторичное деформирование вследствие процессов, происходящих на площадке контакта с инструментом.



На участке, расположенном вблизи режущей кромки , может возникать нарост 7, как результат застойных явлений в материале заготовки в этой части зоны резания . Наличие или отсутствие нароста, его размеры, твердость и устойчивость зависят в первую очередь от свойств материала заготовки и инструмента, геометрии режущего клина, режима резания, наличие смазочно-охлаждающей жидкости др. От этих же факторов зависит так называемый коэффициент укорочения стружки .

Рис.24. Схема зоны резания

Рис.25. Структурная схема теплообмена в зоне резания

3.4. Пути управления тепловыми явлениями при резании

В зависимости от конкретных обстоятельств целью регулирования термического режима в технологической подсистеме может быть: общее изменение (снижение, повышение) температуры в зоне обработки, в частности температуры резания, и изменение температуры отдельных участков заготовки и инструмента, которое условно назовем направленным изменением температуры.

Общее изменение температуры в зоне резания может оказаться необходимым для того, чтобы создать оптимальные условия на поверхно

стях контакта инструмента с заготовкой, поскольку, как показывают исследования, для каждой пары инструмент — заготовка существует оптимальное значение температуры резания. Направленное изменение (снижение) температуры позволяет уменьшить термические деформации тех элементов технологической подсистемы, которые более всего влияют на точность обработки, повысить стойкость инструмента и т. д.

Практически решение первой из упомянутых задач (общее изменение температуры) в той или иной мере решает и вторую задачу (направленное изменение температуры) и наоборот. Однако, как будет показано ниже, внося некоторые специфические элементы в конструкцию инструмента и применяя особые приемы организации процесса охлаждения, можно добиться того, что изменение термического режима на различных участках зоны резания будет различным. Этим обеспечивается направленное регулирование температур.

Таблица 3.1

Основные способы управления тепловыми явлениями при резании лезвийным инструментом

Цель
   
Материал представлен на сайте исключительно в ознакомительных целях.
Все права принадлежат авторам этих материалов.