Закономірності управління тепловими процесами при механічній обробці

Анотація

Запропоновано теоретичний підхід до визначення параметрів теплового процесу при механічній обробці з позиції закону збереження енергії з урахуванням аналітичного уявлення енергоємності обробки. Теоретично обґрунтований характер розподілу тепла, що виникає при механічній обробці (точіння), який іде у поверхневий шар оброблюваної деталі та стружку, що утворюється. На цій основі аналітично визначена температура різання, яка пов'язана з товщиною нагрітого поверхневого шару оброблюваної поверхні. Показано, що зі збільшенням швидкості різання температура різання безперервно збільшується до певного значення, а потім залишається постійною при одночасному збільшенні продуктивності обробки. При цьому товщина нагрітого поверхневого шару оброблюваної поверхні деталі зі збільшенням швидкості різання безперервно зменшується, що знижує ймовірність виникнення в поверхневому шарі оброблюваної деталі температурних дефектів (припікань, мікротріщин).  Причому, дана закономірність, виходячи з виконаних розрахунків, має місце як при рівномірному, так і нерівномірному розподілі тепла в поверхневому шарі оброблюваної деталі. Отже, зі збільшенням швидкості різання тепло, що утворюється,  фактично повністю йде на нагрівання стружки, що узгоджується з експериментальними даними. Цим показано, що характер зміни температури різання аналогічний характеру зміни частки тепла, що йде в стружку, яка  утворюється: чим вона більше, тим більше температура різання. Тому дослідження закономірностей зміни температури різання зводиться, по суті, до встановлення характеру зміни частки тепла, що йде в стружку, яка утворюється, що є основою вибору оптимальних параметрів механічної обробки за температурним критерієм.