Режущий инструмент, 3.ТЕМПЕРАТУРА ПРИ РЕЗАНИИ МЕТАЛЛОВ

ТЕМПЕРАТУРА ПРИ РЕЗАНИИ МЕТАЛЛОВ.

Цель работы: ознакомиться с методами измерения температуры при резании металлов [1, стр. 112-115, 2, стр. 56-63] освоить измерение температуры резания методом естественной термопары; исследовать влияние режима резания (V, t, S) на температуру в зоне резания.

3.1. Краткие теоретические сведения.

В зоне резания металлов вследствие пластических деформаций и трения возникает теплота, которая оказывает влияние па коэффициент трения, характер наростообразования, износ инструмента, качество обработанной поверхности и другие показатели процесса. Поэтому для правильного выбора условий и режимов обработки необходимо знать закономерности изменения температуры резания в зависимости от влияющих на нее факторов. Зависимость температуры в зоне резания от элементов режима резания с достаточной точностью можно аппроксимировать моделью вида:

, (3.1)

где

, a, b, g - параметры модели, которые зависят от условий обработки (обрабатываемый материал, геометрия и материал инструмента и т. п.).

Параметры модели (3.1) определяют по результатам экспериментов. Для сокращения количества опытов целесообразно использовать методику полного или дробного факторного эксперимента, описанную в приложении 1.

3.2. Порядок выполнения работы.

Работа выполняется на токарно-винторезном станке 1К62 проходным резцом с пластиной из твердого сплава. Измерение температуры производится методом естественной термопары. Для оценки степени влияния исследуемых факторов на температуру в зоне резания можно использовать показания милливольтметра (без перевода в градусы температуры).

Каждый опыт, предусмотренный матрицей планирования (табл. 3.2), повторяется дважды.

Уровни факторов, принятые в исследовании, устанавливаются преподавателем. Значения уровней заносятся в таблицу 3.1.

Таблица 3.1

Уровни факторов.

Факторы	Кодовое обозначение	Уровни факторов
Факторы	Кодовое обозначение	Верхний + 1	Нижний - 1
Скорость резания V, м/с	Х₁
Подача S, м/об	Х₂
Глубина резания t, мм	Х₃

Экспериментальная часть работы выполняется в следующем порядке:

1. установить на станке заготовку в кулачках патрона и поджать ее задним центром;

2. установить резец с изолирующими прокладками;

3. подключить в измерительную цепь милливольтметр (одну клемму - к резцу, другую - к заднему центру);

4. настроить станок на режим обработки в соответствии с условием опыта (табл. 3.2);

5. провести опыт, снять показания милливольтметра, повторить опыт при тех же условиях;

6. провести опыты для других сочетаний параметров режима резания (табл. 3.2).

Таблица 3.2

Матрица планирования, условия и результаты опытов

Номер опыта	Матрица планирования			Условия опытов			Результаты опытов		y_j, Н	Iny_j
	Х₁	Х₂	Х₃	V, м/с	S, мм/об	t мм	y_j_{, 1}	y_j_{, 2}
	Х₁	Х₂	Х₃	V, м/с	S, мм/об	t мм	мВ	мВ
1	+	+	+
2	-	+	+
3	+	-	+
4	-	-	+
5	+	+	-
6	-	+	-
7	+	-	-
8	-	-	-

3.3. Содержание отчета.

1. Описание цели работы.

2. Характеристика материала заготовки. Геометрические параметры и материал режущей части резца.

3. Схема измерения температуры.

4. Таблицы 3.1, 3.2.

5. Результаты обработки опытных данных в соответствии с прил. 3.

6. Анализ полученной зависимости (V, S, t).

7. Выводы.

3.4. Контрольные вопросы.

1. Какие методы могут применяться для определения температуры резания?

2. Какой из методов термопар позволяет определить температуру резания более точно?

3. Почему с ростом V, S, t температура в зоне резания растет, и в чем причина различной степени влияния этих факторов?

4. Какие углы резца, и в какой степени влияют на температуру в зоне резания?

5. Приведите формулу для определения количества теплоты, выделяющейся в процессе резания.

6. Укажите пути отвода тепла из зоны резания.

7. Обоснуйте пути повышения производительности обработки за счет снижения температуры в зоне резания.