Analiza odwrotna zagadnienia rozpływu ciepła na styku ostrza i materiału obrabianego

STRESZCZENIE: Ciepło generowane podczas skrawania w większości unoszone jest wraz z wiórem, a po części przepływa do ostrza skrawającego i obrabianego materiału. Jednak prawa rządzące przepływem ciepła pomiędzy wiórem, ostrzem i materiałem obrabianym nie do końca są poznane. W artykule przedstawiono metodykę wyznaczania nowego współczynnika podziału ciepła pomiędzy wiór i ostrze narzędzia. Jak się wydaje, ten współczynnik lepiej koresponduje ze współczesnymi materiałami (narzędziowymi i obrabianymi) oraz stosowanymi obecnie parametrami obróbki.

SŁOWA KLUCZOWE: strefa skrawania, rozpływ ciepła, współczynnik partycji ciepła

ABSTRACT: It is well known that the heat generating during cutting is lead out mostly with the chip, and in part flows to the cutting tool and the workpiece. However, the principles governing the heat flow between the chip, tool and workpiece material are not fully understood. This article presents a methodology for determining the new heat partition coefficient between the chip and cutting tools, which appears to correspond better with modern materials of tools and workpieces and works better with the currently used machining parameters.

KEYWORDS: cutting zone, heat distribution, heat partition coefficient

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• ABHANG L.B., HAMEEDULLAH M., Chip-Tool Interface Temperature Prediction Model for Turning Process, Int. Journal of Engineering Science and Technology, Vol. 2/4, 2010, pp. 382-393.
• BARTOSZUK M., GRZESIK W., Numerical prediction of the interface temperature using updated Finite Difference Approach, 13th CIRP International Workshop on modeling of machining operations, 2011, pp. 231-239.
• BARTOSZUK M., Badania oddziaływań termicznych w strefie skrawania dla stali AISI 321, VI Konf. Nauk. Szkoła Obróbki Skrawaniem – Efektywne Wytwarzanie, Lądek Zdrój, 2012, pp. 167-174.
• BARTOSZUK M., Badanie wpływu powlekania ostrza skrawającego na temperaturę i rozpływ ciepła w strefie kontaktu, Rozprawa doktorska, Politechnika Opolska, 2003.
• BARTOSZUK M.: Symulacja oddziaływań termicznych w strefie skrawania, V Konf. Nauk. Szkoła Obróbki Skrawaniem – Nauka a Przemysł, Opole 2011, pp. 202-209.
• GRZESIK W., An integrated approach to evaluating the tribo-contact for coated cutting inserts, Wear, Vol. 240, 2000, pp. 9-18.
• GRZESIK W., An investigation of the thermal effects in orthogonal cutting associated with multilayer coatings, Annals of the CIRP, Vol. 50/1, 2001, pp. 53-56.
• GRZESIK W., Friction behaviour of heat isolating coatings in machining: mechanical, thermal and energy-based considerations, Int. J. Machine Tools & Manufacture, Vol. 43, 2003, pp. 145-150.
• GRZESIK W., Podstawy skrawania materiałów metalowych, WNT Warszawa, 2010.
• JAWAHIR I.S., LUTTERVELT VAN C.A., Recent developments in chip control, research and aplication, Keynote Paper, Annals of the CIRP, 1993, vol. 42 (2), pp. 659-693.
• KATO T., FUJII H., Energy partition in conventional surface grinding, ASME J. Manuf. Sci. Eng., Vol. 121, 1999, pp. 393-398.
• NIESŁONY P., LASKOWSKI P., Modelowanie MES wpływu własności termofizycznych materiałów obrabianych i narzędziowych na zmiany charakterystyk procesu skrawania, VI Konf. Nauk. Szkoła Obróbki Skrawaniem – Efektywne Wytwarzanie, Lądek Zdrój, 2012, pp. 207-216.
• NIESŁONY P., Modelowanie przepływu ciepła i rozkładu temperatury w strefie skrawania dla ostrzy z twardymi powłokami ochronnymi, Oficyna Wydawnicza PO, Opole, 2008.
• REZNIKOV A.N., Teplofizika rezanija, Mashinostroenie, Moskwa, 1968.
• SHAW M.C., Metal cutting principles, Oxford University Press, New York, 1984.
• TALER J., DUDA P., Rozwiązywanie prostych i odwrotnych zagadnień przewodzenia ciepła, WNT, Warszawa, 2003.
• TIEU A.K., FANG X.D., ZHANG D., FE analysis of cutting temperature field with adhering layer formation, Wear, Vol. 214, 1998, pp. 252-258.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.408