ГЛАВА 5. ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИ РЕЗАНИИ МЕТАЛЛОВ 5.3. Температурные поля стружки, резца и заготовки На рис.22 изображены температурные поля в стружке, детали и резце в сечении главной секущей плоскостью, проходящей через середину рабочей длины главного режущего лезвия и на передней поверхности резца [16]. Из рисунков видно, что различные места стружки нагреты очень неравномерно. Наибольшее количество тепла концентрируется в слоях стружки, непосредственно прилегающих к передней поверхности. Здесь температуры особенно высоки и намного превышают температуру в зоне условной плоскости сдвига. По мере удаления от передней поверхности температура слоев стружки резко падает. В приконтактном слое максимальная температура наблюдается на участке, расположенном приблизительно в середине ширины площадки контакта. От этой наиболее нагретой области температура убывает как по мере приближения к режущей кромке резца, так и к точке отхода стружки от передней поверхности. Температура слоев материала, лежащих под поверхностью резания, значительно ниже температуры приконтактного слоя стружки и резко снижается при удалении вглубь детали.
Рис.22. Температурные поля стружки детали и инструмента | Рис.23. Распределение температуры по передней поверхности резца при точении стали 40
Резец также нагрет неравномерно. Наибольшему нагреву подвергнут участок передней поверхности, расположенный в середине ширины площадки контакта, здесь концентрируется область максимальных температур. У вершины резца температуры также значительны, но меньше, чем в первой области. По мере приближения к главной режущей кромке температура, как на передней поверхности, так и внутри лезвия, все время уменьшается. В отличие от стружки по мере удаления от передней поверхности температура резца падает менее интенсивно и при равных расстояниях нагрев слоев резца намного выше, чем стружки. На передней поверхности у вершины резца изотермы имеют замкнутую форму, причем максимальные температуры концентрируются в пределах площадки контакта стружки с инструментом. По мере удаления от площадки контакта температура уменьшается. На рис.23 представлено распределение температуры на передней поверхности резца, полученное экспериментальным путем. Как видно из представленного рисунка, максимальная температура на передней поверхности инструмента соответствует точке, лежащей приблизительно на половине ширины площадки контакта со стружкой. Температура убывает к режущей кромке.