Источники образования тепла при резании и уравнение теплового баланса

Экспериментально установлено, что при резании практически вся механическая работа, затраченная на процесс снятия стружки, переходит в тепловую энергию.

В зоне резания различают три источника (очага) образования теплоты (рис. 4.1):

§ зона основной пластической деформации (находится около условной плоскости сдвига) с тепловой мощностью Q_Φ;

§ зона трения стружки о переднюю поверхность инструмента с тепловой мощностью Q_γ,

§ зона трения задней поверхности инструмента о заготовку с тепловой мощностью Q₁.

Таким образом, общее количество теплоты, выделяющейся при резании.

Q = Q_Φ + Q_γ + Q₁

Рис. 4.1. Источники образования теплоты при резании Рис. 4.2. Потоки теплоты, отводимой в стружку, заготовку и инструмент

В соответствии с законом теплообмена теплота от источников теплообразования отводится в направлении менее нагретых час­тей, находящихся с ними в контакте, а именно:

§ в заготовку Q_З = Q_Φз + Q_1з;

§ в стружку Q_С = Q_Φс + Q_γс;

§ в режущий инструмент Q_и = Q_γи + Q_1и (рис. 4.2).

При этом часть теплоты Q_oc отводится в окружающую среду, например, с помощью подводимой в зону резания смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ). Однако если резание осуществля­ется на воздухе, то эту теплоту из-за ее малой величины обычно не учитывают.

На основании изложенного уравнение теплового баланса имеет вид: