8.1.      Источники образования тепла

В процессе резания тепловые явления играют важную роль. Именно они определяют температуру в зоне резания, которая оказывает прямое влияние на характер образования стружки, нарост, усадку стружки, силы резания и микроструктуру поверхностного слоя. Еще более существенно воздействует температура резания на интенсивность затупления инструмента и период его стойкости.

Опытами установлено, что при резании конструкционных материалов более 99,5 % работы резания переходит в тепло. Количество тепла, возникающего в единицу времени, равно:

Q = Pz V,

где Q – количество тепла, Дж/с; Pz – сила резания в направлении главного движения, V – скорость резания, м/с;

Выделение теплоты при снятии стружки объясняется тем, что в теплоту преобразуется механическая работа, затраченная на срезание стружки:

А = Адеф + Ат.п.п + Ат.з.п,

где Адеф – работа, затрачиваемая соответственно на упругую и пластическую деформации срезаемого слоя; Ат.п.п – работа на преодоление сил трения по передней поверхности; Ат.з.п – работа на преодоление сил трения по задней поверхности.

На основании этого количество тепла, образующегося при резании (рис. 8.1), можно определить с помощью выражения:

Q = Qдеф + Qт..п + Qт.з,                                                  (8.1)

где Qдеф – тепло деформации образующиеся в зоне сдвигов на условной плоскости сдвига; Qт..п – тепло трения на передней поверхности – в пределах площадки контакта между стружкой и инструментом шириной С; Qт.з. – тепло трения на задней поверхности – в пределах площадки контакта между поверхностью резания и инструментом шириной С2.