Struktura

Teplo vznikající při obrábění

Teplo vznikající při obrábění

obrazek

Obr. 1: Vznik tepla při obrábění

 

Při obrábění stlačuje břit nástroje obráběný materiál a deformuje ho, a to zčásti pružně, zčásti trvale. Práce spojená se vznikem trvalé složky deformace se mění v teplo.

V rovině střihu se po sobě pod velkým tlakem posouvají elementy stříhané třísky, což je provázeno značným třením. Vzniklá tříska se pak tře po ploše čela nástroje. Za ostřím se v důsledku pružné složky deformace tiskne materiál k ploše hřbetu a dochází zde opět ke tření. Místa vzniku tepla jsou naznačena v obrázku, kde tloušťkou šipek je vyjádřeno množství vznikajícího tepla.

Důsledkem tření je vždy přeměna mechanické energie na teplo. Z toho vyplývá, že práce spotřebovaná na odebírání třísky při obrábění se nakonec přemění v teplo.

Z míst svého vzniku teplo přechází do třísky, do nástroje, do obrobku a do okolí.

Například u soustružení vzniklé teplo odvádí:

  • tříska: 85 %

  • nůž: 8 %

  • obrobek: 5 %

  • okolí: asi 2 %.

Na poměry při rozvádění tepla mají vliv řezné podmínky. Například při zvýšení řezné rychlosti se zvýší množství tepla vstupujícího do třísky a zmenší množství tepla odváděného obrobkem.

Teplo vstupující do nástroje ohřívá jeho břit na značnou teplotu. Tím se zmenšuje tvrdost břitu a jeho schopnost obrábět. Proto je nutno nástroje z uhlíkových i slitinových ocelí při obrábění chladit. Pokles tvrdosti slinutých karbidů a keramických řezných materiálů s rostoucí teplotou je méně významný.

Vzniklé teplo ovlivňuje řezný proces:

  • negativně působí na řezné vlastnosti nástroje,

  • ovlivňuje mechanické vlastnosti obráběného materiálu,

  • ovlivňuje pěchování a zpevňování obráběného materiálu,

  • ovlivňuje podmínky tření na čele i hřbetě nástroje.

Teplo se šíří vedením do:

  • obrobku Qo

  • nástroje Qn

  • třísky Qt

  • prostředí Qpr.

Celkové množství tepla vznikajícího při obrábění se dá vypočítat:

Q – celkové teplo [J]

Fc – řezná složka síly obrábění [N]

vc – řezná rychlost [m.min-1]

t – čas obrábění [min]

Q = Fc . vc = Qo + Qn + Qt + Qpr [J]

Zdroje

  • BRYCHTA, Josef, Robert ČEP, Jana NOVÁKOVÁ a Lenka PETŘKOVSKÁ. Technologie II - 1. díl. 1. vyd. Ostrava: VŠB - TU Ostrava, 2007. ISBN 978-80-248-1641-8.
  • DRIENSKY, Dušan, Pavel FÚRIK, Terézia LEHMANOVÁ a Josef TOMAIDES. Strojní obrábění I. 1. vyd. Praha: SNTL, 1986. 424 s.

Obrázky:

Kontrolní otázka

Tyto otázky jsou vhodné i pro žáky ZŠ

  1. Jak vzniká teplo při obrábění?
  2. Kam přechází teplo z místa svého vzniku?
  3. Jak teplo ovlivňuje řezný proces?
  4. Co ovlivňuje teplo vstupující do nástroje?

Otázky pro žáky SŠ

  1. Vysvětlete, jak vzniká teplo při obrábění.
  2. Popište, kam přechází teplo z místa svého vzniku.
  3. Vysvětlete, jak teplo ovlivňuje řezný proces.
  4. Vysvětlete, co ovlivňuje teplo vstupující do nástroje.
Logolink