Температура передней поверхности инструмента

Температура передней поверхности режущего лезвия является результатом действия двух быстродвижущихся источников тепла.

Первый равномерно распределен в зоне стружкообразования (в условной плоскости сдвига). Второй источник тепла расположен на поверхности контакта инструмента со стружкой (рис.2.41).

Рис. 2.41. Распределение плотностей тепловых потоков и температур по передней и задней поверхностям режущего лезвия и застойной зоны

Температура передней поверхности рассчитываются по программам, в основу которых положена процедура «ТЕРМ» [1].

Длину рассматриваемого участка пластического контакта приведем к единице, перейдя к безразмерной координате y. Разобьем этот участок на N интервалов (рис. 2.42).

Рис. 2.42. Схема расчета температуры и предела текучести с учетом их взаимосвязи (процедура «ТЕРМ»)

При равномерном разбиении длина каждого интервала равна .

Нулевое приближение приращения температуры в конце первого интервала (i=1) определим, полагая источник тепла равномерно распределенным, а безразмерную плотность теплового потока равной :

(2.111)

где Соответственно нулевым приближением безразмерной плотности теплового потока в конце первого интервала будет , поскольку распределение принято равномерным. При нулевой итерации для первого интервала нет необходимости вводить сток, поскольку плотность теплового потока для него равна нулю. Однако для общности процедуры это можно сделать:

(2.112)

Следующее (первое) приближение для безразмерной плотности теплового потока вычислим с помощью формулы:

(2.113)

Затем вычислим мощность стока и температуру :

(2.114)

Используя вместо и повторяя цикл вычислений (2.113) - (2.114), получим второе и аналогично p-е приближение. Ограничим число итераций значением r.

Для перехода к следующему интервалу (i=2) температура , полученная на последней итерации, экстраполируется на длину соответствующую концу второго интервала, рис. 2.42.

Далее повторяется цикл вычислений по формулам, аналогичным (2.113) -(2.114). Эти формулы запишем в общем виде:

(2.115)

(2.116)

где при i<3, и при .

(2.117)

Уточнение температуры в конце i-го интервала достигается путем итераций с введением дополнительного стока тепла. В результате вычислений получаем распределение температуры и предела текучести на участке пластического контакта, а также среднюю температуру на этом участке.

При увеличении температуры снижаются механические характеристики материалов и уменьшаются плотности тепловых потоков. В результате этого рост температуры все более замедляется при приближении к температуре плавления.