Оптимальная температура нагрева

Страницы: 1 2 3

Для каждого сочетания материалов инструмента и заготовки можно отыскать оптимальную температуру резания, при которой достигается минимальный износ или наибольшая стойкость инструмента [14]. Оптимальная температура резания соответствует наиболее благоприятным условиям трения и изнашивания инструмента на контактных поверхностях, которые, в свою очередь, определяются соотношением физико-механических свойств материалов инструмента и заготовки.

Физико-механические свойства трущейся пары и характер износа существенно зависят от температуры резания, и с увеличением последней стойкость инструмента может уменьшаться или увеличиваться.

Из постоянства температуры резания выведен и экспериментально подтвержден ряд следствий, имеющих большое научное и практическое значение [14]. Среди них вывод о том, что различным комбинациям температур предварительного нагрева заготовок, скоростей резания и сечения срезаемого слоя соответствующих наименьшей интенсивности износа инструмента и наибольшей его размерной стойкости, соответствует одна и та же оптимальная температура резания.

Основной эффект резания металлов с нагревом заключается в том, чтобы при заданном сочетании параметров режима резания и геометрии инструмента, изменяя температуру контакта путем подвода дополнительного количества теплоты, создать такое соотношение физико-механических характеристик материалов инструмента и заготовки вблизи поверхности контакта, при котором будет обеспечено достижение оптимальной температуры резания и максимальной стойкости инструмента. Таким образом, возникает задача определения оптимальной температуры нагрева, при которой с учетом теплоты, возникающей за счет работы резания Нагретого материала будет достигаться оптимальная температура резания.

Ниже описывается методика определения оптимальной температуры нагрева, предложенная в работе [32].

Температуру резания нагретого металла в самом общем случае можно представить выражением
θр.г=θн+Δθ,
где θр.г —температура резания нагретого металла, °С; θн — температура дополнительного или предварительного нагрева; А0 — повышение температуры за счет резания (работы) нагретого металла.

Отсюда температура нагрева
θн=θр.г-Δθ.

Для определения оптимальной температуры нагрева θн необходимо знать оптимальное значение θр.г и величину Δθ. Очевидно, при различных значениях параметров режима резания Δθ будет изменяться, и для достижения оптимального значения θр.г необходима различная температура нагрева.

Изменение температуры горячего резания θр.г в зависимости от скорости резания и θн [34] при резаний жаропрочного сплава ХН70ВМТЮ (ЭИ617) резцом, оснащенным твердым сплавом Т15К6, показано на рис. 26. Для достижения одной и той же температуры θр.г при большой скорости резания требуется меньшая θн.


Рис. 26. Зависимость температуры горячего резания от скорости резания и температуры нагрева при обработке сплава ЭИ717 резцом, оснащенным твердым сплавом T5K10:
1 — 910—930° С; 2 — 845—860° С; 3 — 770—790° С; 4 — 700—710° С; 5 — 590-620° С; 6 — 200—210° С; 7 — резание без нагрева