Источниками тепловыделения в технологической системе являются:
· трение стружки о переднюю поверхность режущего инструмента;
· трение задней поверхности режущего инструмента по обработанной поверхности детали;
· потери на трение в подвижных механизмах станка (подшипниках, зубчатых передачах и т.п.),
· тепловыделение из зоны резания.
Весь расчет чаще всего сводится к определению тепловых деформаций инструмента.
Выделяющееся в зоне резания тепло частично уносится с СОЖ, частично рассеивается в окружающем пространстве лучеиспусканием и конвективным теплообменом, а также передается заготовке и режущему инструменту, а также станку. Это приводит к разогреву станка, заготовки и режущего инструмента и нарушению взаимного положения заготовки и режущей кромки инструмента.
Наибольшее влияние на точность механической обработки оказывают тепловые деформации режущего инструмента и обрабатываемой заготовки; влиянием остальных составляющих, как правило, можно пренебречь.
Тепловые деформации обрабатываемой заготовки(детали) 
зависят от количества теплоты, поступающей в заготовку из зоны резания, массы и удельной теплоемкости материала заготовки. Количественно они могут быть определены по известной зависимости.
где 
- температурный коэффициент линейного расширения материала заготовки;
- диаметр обрабатываемой заготовки, мм;
- соответственно исходная и текущая (в i-й момент времени) температура детали.
Тепловые деформации инструмента 
, приводят к удлинению державки, а следовательно, к смещению режущих кромок и изменению размеров (уменьшению) обрабатываемых диаметров, т.е. образованию погрешности обработки.
|
|
|
| Рисунок 3.7 Схема уменьшения диаметра обрабатываемых деталей в партии из-за температурного удлинения резца. |
Зависимость тепловых деформаций резцов от времени их работы, иллюстрирует процесс образования погрешности обработки от изменения размеров применяемого инструмента.
|
| Рисунок 3.8 Зависимость тепловых деформаций инструмента от времени его работы. |
Точка А на графике и соответствующее ей время 
показывают момент установления теплового равновесия системы.
Участок ОА, изменяющийся по экспоненциальному закону может быть описан зависимостью:
,
где 
- эмпирический коэффициент (С=4...4,5);
- вылет резца, мм;
- площадь поперечного сечения тела резца, мм 2;
- предел прочности обрабатываемого материала детали, кг/мм2;
- скорость резания (
), м/мин;
- соответственно глубина резания и подача;
- время работы резца (до точки А), мин.
Тепловое равновесие (при котором прекращается удлинение резцов) наступает примерно через 12...24 минут непрерывной работы, а общее тепловое равновесие всей технологической системы наступает примерно через 2-3 часа работы.
Практически же в условиях производства неизбежны перерывы в работе, поэтому с учетом перерывов (станок и инструмент успевают охладиться):
где 
, 
- соответственно продолжительность машинного времени и времени перерывов, мин.
Для снижения влияния тепловых деформаций инструмента 
и обрабатываемой детали 
на точность механической обработки применяют: различные смазочно-охлаждающие жидкости.
Погрешности обработки, вызванные тепловыми деформациями могут достигать 30...40% от суммарной погрешности обработки.
|
|
При обработке среднеуглеродистых сталей диаметром до 50 мм, их температурные деформации могут достигать 20-25 мкм.