切削热和切削温度

切削过程中产生的切削热对刀具磨损和刀具寿命具有重要影响，切削热还会使工件和刀具产生变形、残余应力而影响加工精度和表面质量。
一、切削热的产生与传导
切削热来源于两个方面，一是切削层金属发生弹性和塑性变形所消耗的能量转换为热能；二是切屑与前刀面、工件与后刀面间产生的摩擦热。切削过程中的三个变形区就是三个发热区域。切削过程中所消耗能量的98%~99%都将转化为切削热。
切削热由切屑、工件、刀具及周围的介质（空气，切削液）向外传导。影响散热的主要因素是：
（1）工件材料的导热系数 工件材料的导热系数高，由切屑和工件传导出去的热量增多，切削区温度就低。工件材料导热系数低，切削热传导慢，切削区温度就高，刀具磨损就快。
（2）刀具材料的导热系数 刀具材料的导热系数高，切削区的热量向刀具内部传导快，可以降低切削区的温度。
（3）周围介质 采用冷却性能好的切削液能有效地降低切削区的温度。
车削加工时产生的切削热多数被切屑带走，切削速度越高，切削厚度越大，切屑带走的热量越多；传给工件的热量次之，约为30%；传给刀具的热量更少，一般不超过5%。钻削时，由于切屑不易从孔中排出，故被切屑带走的热量相对较少，只有30%左右，约有50%的热量被工件吸收。
二、切削温度的测量
测量切削温度的方法很多，有热电偶法、辐射热计法、热敏电阻法等。目前常用的是热电偶法，它简单、可靠、使用方便。
1. 自然热电偶法；
2. 人工热电偶法。
三、影响切削温度的主要因素
1．切削用量对切削温度的影响
、 、 增大，单位时间内材料的切除量增加，切削热增多，切削温度将随之升高。但 、 和 对切削温度的影响程度不同，切削速度 对切削温度的影响最为显著， 次之， 最小，原因是： 增大，前刀面的摩擦热来不及向切屑和刀具内部传导，所以 对切削温度影响最大； 增大，切屑变厚，切屑的热容量增大，由切屑带走的热量增多，所以 对切削温度的影响不如 显著； 增大，刀刃工作长度增大，散热条件改善，故 对切削温度的影响相对较小。
从尽量降低切削温度考虑，在保持切削效率不变的条件下，选用较大的 和 比选用较大的 更为有利。
2．刀具几何参数对切削温度的影响
（1）前角 对切削温度的影响 增大，变形减小，切削力减小，切削温度下降。前角超过18°~20°后， 对切削温度的影响减弱，这是因为刀具楔角（前、后刀面的夹角）减小而使散热条件变差的缘故。
（2）主偏角 对切削温度的影响减小 ，切削刃工作长度和刀尖角增大，散热条件变好，使切削温度下降。
3．工件材料对切削温度的影响
工件材料的强度和硬度高，产生的切削热多，切削温度就高。工件材料的导热系数小时，切削热不易散出，切削温度相对较高。
切削灰铸铁等脆性材料时，切削变形小，摩擦小，切削温度一般较切削钢时低。
4．刀具磨损对切削温度的影响
刀具磨损使切削刃变钝，切削时变形增大，摩擦加剧，切削温度上升。
5．切削液对切削温度的影响
使用切削液可以从切削区带走大量热量，可以明显降低切削温度，提高刀具寿命。