Определение температуры во взаимосвязанных зонах

Определение температуры в некоторых зонах затруднительно, ибо эти зоны взаимно влияют друг на друга. Для практических целей применяются приближенные экспериментальные методы определения температуры в зоне резания, на передней поверхности у режущего лезвия и средней температуры стружки. В зависимости от конкретных условий температуру можно измерить косвенным и непосредственным способами. К косвенным способам относят измерение температуры: по цветам побежалости, калориметрическим способом, при помощи термокрасок, с помощью микроструктурного анализа. Непосредственно температура резания измеряется тремя способами: при помощи искусственной, полуискусственной и естественной термопар*. В последнем случае хорошо себя зарекомендовал метод «двух резцов».

Наибольший интерес представляет непосредственное измерение температуры в зоне резания. При использовании искусственной термопары в резце (инструменте) снизу просверливается отверстие диаметром 1,5 мм, которое на 0,5 мм не доходит до передней поверхности резца. В него вставляется термопара из изолированых медной и константановой проволок небольшого диаметра. Под действием высокой температуры в термопаре возникает термоэлектродвижущая сила (ТЭДС), регистрируемая гальванометром. При помощи тарировочного графика показания гальванометра переводятся в градусы Цельсия. Однако такая термопара вследствие значительного удаления ее спая от режущего лезвия дает заниженные результаты. Заслуживает внимания способ, основанный на использовании полуискусственной термопары. В резце сверлится канал 01 мм, который около задней поверхности сужается до 0,4 мм. В это отверстие затягивается константановая проволока, изолированная от стенок трубкой. Конец проволоки расклепывается на задней поверхности резца. Но такие резцы допускают малое количество переточек и измеренная температура получается заниженной.

Измерение температуры с помощью естественной термопары лишено указанных недостатков, хотя этот способ обеспечивает измерение лишь усредненной температуры в зоне резания вдоль режущего лезвия. Элементами такой термопары являются разнородные металлы резца и обрабатываемого изделия, а спаем термопары — область контакта передней и задней поверхностей режущего клина с металлом заготовки. Здесь медное кольцо токосъемника закреплено на детали и опущено в ванночку с ртутью (возможны и другие конструкции токосъемников — подвижные контакты, скользящие контакты, гибкие валики и др.), а ТЭДС регистрируется гальванометром. Метод «двух резцов» позволяет не тарировать милливольтметр 3 при обработке различных материалов. Он применяется для относительного сравнения температуры при обработке различных материалов. Используемые в термопаре резцы изготавливаются из различных инструментальных материалов (например, быстрорежущая сталь и твердый сплав). При этом геометрия резцов и режимы резания одинаковы.

Это интересно: одной из самых востребуемых областей хозяйственно-экономической деятельности человека в наш век является энергетика, которая объединяет в себе, как выработку, так и преобразование, передачу и использования разнообразных видов энергии.