切削热与温度对刀具磨损和加工质量影响分析

切削中所消耗的能量几乎转化成等量的切削热。切削热和由此产生的切削温度，直接影响着刀具的磨损和寿命及加工质量。

（一）切削热的来源与传导

1.切削热的来源

切削热来源于切削中的变形能和摩擦功。切削塑性材料时，切削热主要由剪切区变形和前刀面摩擦形成；切削脆性材料时，切削热主要由后刀面上的摩擦形成。

2.切削热的传导

在切削过程中，切削热分别传入切屑、刀具、工件和周围的介质。切削热传至各部分的比例为：切屑最多占50%～86%，工件次之占40%～10%，刀具较少占9%～3%，介质最少占1%。显然传入刀具的热量很少，但由于刀具切削部分的体积很小，所以，切削部分的温度是很高的，要引起我们的高度重视；传入工件的热量，使工件温度升高，尺寸膨胀，等加工完冷却后，使加工尺寸减小，精度降低。

（二）切削温度

1.切削温度的概念

切削温度一般指切削区的平均温度。切削温度可采用自然热电偶、人工热电偶法，或红外线测量法来测量。通过实验可获得在一定条件下切削温度的指数计算公式为

式中　　　　θ——切削温度；(www.xing528.com)

Cθ——与实验条件有关的影响系数；

Kθ——切削条件改变后的修正系数；

xθ、yθ、zθ——分别为切削用量ap、进给量f、切削速度vc对切削温度影响程度的指数，其数值可查金属切削手册。

2.影响切削温度的因素

（1）工件材料　强度、硬度高，消耗的功率增大，导热系数和热容小，散热能力降低，所以，切削温度升高。

（2）切削用量　切削速度影响最大，切削速度增加，消耗的功率成倍增加，产生的热量成倍增加，而散热条件未变；进给量次之，因为进给量增加，消耗的功率增加70%～80%；背吃刀量影响最小，背吃刀量增加，切削功率成倍增加，但切削刃参加工作的长度即散热也成倍增加，所以影响很小。显然，从切削温度的角度出发，既要提高生产率，又使切削温度不过于升高，所以，选择切削用量的原则是：大的背吃刀量，较大的进给量，小的切削速度。

（3）刀具参数　前角γo增大，变形和摩擦减小，切削功率降低，产生的热量减小，切削温度下降；当前角γo＞15°后再增大，由于楔角βo减小，散热体积减小，切削温度升高。主偏角κr增大，切削刃工作长度减小，散热面积减小，切削温度升高。

（4）其他因素　使用切削液可带走热量，切削温度下降；刀具磨损后，切削刃变钝，变形和摩擦增大，使切削温度升高。