Температурное поле стружки и резца

Как в стружке, так и в резце теплота распределяется неравномерно, что вызывает и неравномерную температуру их нагрева. В слоях, расположенных ближе к передней поверхности резца, температура стружки (рис. 63) будет выше, чем в слоях, удаленных от передней поверхности. 

Это вызывается неравномерной деформацией по толщине среза во время сжатия слоя, лежащего перед резцом, и дополнительной деформацией слоя стружки от действия сил трения при перемещении уже срезанного слоя (стружки) по заторможенному слою и передней поверхности резца *.

* Пластической деформацией резца от сил трения можно пренебречь (вследствие значительной его твердости).

Температура заготовки понижается по мере удаления рассматриваемой точки от поверхности резания (или от обработанной поверхности), причем наивысшая температура (например, 370° С) сосредоточена в месте контакта резца с заготовкой *. У резца наивысшая температура будет в граничных слоях площадок контакта со стружкой и с заготовкой.

Температура нижележащих слоев и мест, отдаленных от точек контакта, определится явлениями теплопроводности. Из всей зоны контакта стружки с передней поверхностью резца самая высокая температура резца (см., например, рис. 64) и стружки (475° С; рис. 63) будет в центре давления стружки на резец.

Точки на передней и задней поверхности резца, равноотстоящие от режущей кромки, имеют различную температуру нагрева (рис. 65). Например, наивысшая температура точек на передней поверхности 228°С (центр давления), а на задней 211° С. Меньший нагрев задних поверхностей резца объясняется тем, что они соприкасаются с поверхностью резания и с обработанной поверхностью заготовки, которые претерпевают меньшие пластические деформации, чем стружка.

Приток теплоты к задней поверхности происходит в основном вследствие работы сил трения, причем для пластических металлов эта работа сил трения по задней поверхности меньше, чем по передней. Приток теплоты к передней поверхности происходит как от сильно разогретой стружки, так и от большой работы сил трения стружки о переднюю поверхность что и вызывает более высокую температуру ее нагрева

* Все числовые значения температур были получены при определенных (конкретных) условиях проведения опытов.

Температура на передней поверхности резца выше средней температуры стружки, причем чем толще стружка, тем больше разница этих температур. Так, при обработке стали температура на резце выше средней температуры стружки в 1,1—1,5 раза, а при обработке чугуна —в 2—3,5 раза.

Однако при тонких стружках (а <0,12 мм), по данным проф. А. Я. Малкина, без особых погрешностей за температуру резания можно принять среднюю температуру стальной стружки.