切削热的产生与传出

切削热与切削温度是金属切削过程中的一种物理现象。切削温度是切削热产生与传出综合作用的结果。切削区的切削温度直接影响刀具的损和工件的加工精度及表面质量。同时，切削温度也可作为自动化生产中的可控制因素。研究切削热的产生与传出切削区的切削温度分布规律对于分析切削过程和指导现实生产有着重要的意义。

(1)切削热的产生  切削热是切削过程中金属的弹性变形、塑性变形和摩擦所消耗的功转化而来的，切削过程中所消耗的能量大部分(98%~99%)转换成热能。

切削过程中的切削热主要来自于三个部分:剪切面的弹塑性变形、切屑与前面的挤压摩擦和后面与过渡表面的挤压摩擦，如图所示。

由于切削热主要是由切削过程中的功率消耗转化而来的，因此切削热的计算公式可表述为

依据前述指数对切削力影响的方法分析可知，背吃刀量增加一倍，切削热也成比例地增加一倍，而切削速度”对切削热的影响次之，进给量f对切削热的影响最小。其他因素对切削热的影响与其对切削力的影响相同。

(2)切削热的传出  切削热产生的同时，也在不断地向周围介质传出，如图所示。切削热的传出途径主要有:切屑、刀具、工件和周围介质(包括切削液)。

不同的加工类型，其各部分的传出比例不同。例如，干车削时的切削热除极少部分(约1%)传给周围空气外，绝大部分传给切屑、刀具和工件。其中，切屑带走切削热的50%~86%;传给车刀10%~40%;传给工件3%~9%。又如，钻削加工时，切屑带走切削热的28%;刀具传出14.5%:工件传出52.5%;周围介质传出5%。影响切削热传出各部分比例的因素很多，切削速度越高，切削层公称厚度越大，切屑带走的热量比例越大;工件材料的热导率越小，传给刀具的比例越大;剪切角越小，传给工件的比例越大。切削热引起上述各部分温度升高，而剪切区、刀具前面与后面的温度对切削力、刀具磨损、已加工表面质量有很大的影响。剪切区产生的热量最多，约占70%~80%，它使切屑的平均温度升高，同时对于刀具和切屑界面的温度也有重要影响。刀具和切眉界面的摩擦(第二变形区)产生的热量约20%~30%，因此刀具和切屑界面温度将会很高。由于有后角，刀具后面与过渡表面和已加工表面的摩擦产生的热量较小，但是当刀具磨钝后摩擦热将急剧增加。