IMG81

od zera. w związku z czym waitoici sil działających na powierzchni przyłożenia, określane omawianym sposobem, są mniejsze od rzeczywistych. Związany z tym procentowy błąd pomiaru sił jest tym mniejszy, im starcie, przy którym określa się ich wartość, jest większe. Z tego powodu opisany sposób postępowania jest przydatny jako metoda pomiaru sił działających na powierzchni przyłożenia wtedy, gdy szerokości zużycia ostrza są duże.

1.3. Ciepło i temperatura skrawania

Praca mechaniczna w procesie skrawania przetwarza się na ciepło i na powiększenie energii potencjalnej odkształconej siatki krystalicznej materiału skrawanego. Przeprowadzone bardzo dokładne pomiary kalorymetryczne wykazały, że przy skrawaniu prawie cała praca skrawania zamienia się na ciepło, zaś praca zużywana na powiększenie energii wewnętrznej j materiału jest znikoma (<1%). Można zatem przyjąć, że przy skrawaniu praktycznie cała praca skrawania zamienia się na ciepło.

Przy skrawaniu głównymi źródłami ciepła są (rys. 1.52):

- energia (praca) odkształceń plastycznych - Ep = Qi.

• energia tarcia na powierzchni natarcia - E** = Q2. energia tarcia na powierzchni przyłożenia - Eta= Qs.

Oprócz tego można uwzględnić:

. energię odkształceń sprężystych - E,. energię na zginanie wióra    - Eg*,

energię oddzielenia wióra    - E©*.

- powiększenie energii wewnętrznej siatki krystalicznej - E,_w.

Najwięcej ciepła (ok. 80%) powstaje w wyniku odkształceń plastycznych w strefie tworzenia wióra. Drugim istotnym źródła ciepła (ok. 20%) jest tarcie wióra o powierzchnię natarcia oraz wtórne odkształcenie plastyczne na styku plastycznym. Ciepło wydzielone przez tarcie powierzchni przyłożenia o powierzchnię przejściową jest mniejsze niż 5%.

Wydzielone ciepło jest unoszone przez wiór (Q_w)< przejmowane przez ostrze narzędzia (Q_n), materiał obrabiany (Q_m) i unoszone do otoczenia lub przenoszone przez płyn obróbkowy (Q,). W przypadku skrawania na sucho ilość ciepła przechodzącego do atmosfery jest mała (około 1%) i jest pomijana.

Tworzenie i rozpływ ciepła można zapisać w postaci równania bilansu cieplnego:

Qi+ Qt+ Qj= Q. + 0. +Q«a + Qi    (1,78)

Udział ciepła przechodzącego do narzędzia Q_e. materiału obrabianego Q_m i wióra Q. zmienia się ze wzrostem prędkości skrawania (rys. 1.53). Choć ze wzrostem prędkości skrawania v_c udział ciepła Q„ zmniejsza się, to jednak bezwzględna ilość ciepła przechodzącego do narzędzia rośnie z prędkością skrawania i temperatura skrawania rośnie. W narzędziu mogą zatem zajść zmiany własności wytrzymałościowych i szybsza utrata własności skrawnych ostrza.

Vd    v«

100%

Rys. 1.53. Zmiana udziału ciepła ze wzrostem prędkości skrawania

Ciepło wytwarzane w czasie skrawania nie powstaje równomiernie w całej masie odkształcanej warstwy skrawanej. Nierównomiernie rozłożone jest ciepło w ostrzu i w wiórze. Wskutek tego temperatury w różnych punktach wióra, materiału obrabianego i ostrza różnią się od siebie bardzo znacznie. Od wielkości i rozkładu temperatury zależy przebieg procesu skrawania, a zwłaszcza zużycie ostrza. Najwyższa temperatura będzie występować w obszarach (strefach) powstawania wióra. Są to obszary odkształceń plastycznych oraz powierzchnie stykowe ostrza z materiałem obrabianym i wiórem. W samym ostrzu najwyższa temperatura powstaje w miejscach, gdzie występują największe tarcie i maksymalne naciski (rys. 1.54).