切削热与切削温度
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θ（℃） 1000
1 800 4 2 3
工件材料的影响 工件材料机械性能 ↑→ 切削温度↑ 工件材料导热性 ↑ →切 削温度↓
刀具磨损的影响
600
400 10 30 50 70 90 110 130 vc（m/min）
图3-25 切削速度、工件材料对切削温 度的影响
1—GH131 2—1Cr18Ni9Ti 3—45钢(正火) 4—HT200 刀具材料：YT15；YG8 刀具几何参数： o=15 ， o=6~8 ， r=75 ， 1= -10 ， s=0，b=0.1mm，r=0.2mm 切削用量：ap=3mm，f=0.1mm/r
刀具材料 加工方法 车削
Ｃθ
140～170
Ｚθ
0.35～0.45
0.1 0.2 0.3 0.41 0.31 0.26
Ｙθ
Ｘθ
高速钢
铣削 钻削
80 150
320 f (mm/r)
0.2～0.3 0.08～0.10
硬质合金
车削
0.15
0.05
郭德伟
5
3.3.3 影响切削温度的主要因素
刀具几何参数的影响 前角o↑→切削温度↓ 主偏角r↓→切削温度↓ 负倒棱及刀尖圆弧半径 对切削温度影响很小
机械制造技术基础
第3章 切削与磨削原理 Cutting and Grinding Theory
3.3 切削热与切削温度
Cutting Heat and Cutting Temperature
郭德伟
1
3.3.1 切削热的Байду номын сангаас生和传出
切削热来源
★ 切削过程变形和摩擦所消耗功，绝大部分转变为切削热
单位时间内产生的切削热 由
冷却液的影响
郭德伟
7
工件
图3-23 切削热的产生与传导
凡是增大切削力和切削功率的因素都会使切削温度θ上升。而有 利于切削热传出的因素都会降低切削温度。例如，提高工件材料和刀 具材料的热导率或充分浇注切削液，都会使切削温度下降。
郭德伟
3
3.3.2 切削温度的分布
二维切削中的温度分布
剪切区内沿剪切面方向上各
点温度几乎相同，而在垂直于 剪切面方向上的温度梯度很大
前刀面和后刀面上的最高温
度点都不在切削刃上，而在离 切削刃有一定距离的地方。 在靠近前刀面的切屑底层上 ，温度梯度很大，这说明前刀 面上的摩擦热集中在切屑底层 刀面的接触长度较小，因此
工件材料：低碳易切钢； 刀具：o=30，o=7； 切削用量：hD=0.6mm， vc =0.38m/s； 切削条件：干切削， 预热611C
式中，QD , QFF , QFR分别为切削层变形、前刀面摩擦、后刀面摩擦产生的热量 郭德伟
2
3.3.1 切削热的产生和传出
切削热传出
切削热由切屑、工件、刀 具和周围介质（切削液、空气 )等传散出去。
切屑
刀具
切削温度
切削温度θ指前刀面与切 屑接触区内的平均温度。是由 切削热的产生与传出的平衡条 件所决定的。
750℃
刀具
hD= 0.6
工件加工表面上温度的升降是
在极短的时间内完成的。
郭德伟
4
3.3.3 影响切削温度的主要因素
切削用量的影响 经验公式
x C vc Z f y ap
（3-20）
式中 θ ——用自然热电偶法测出的前刀面接触区的平均温度(C)； Cθ ——与工件、刀具材料和其它切削参数有关的切削温度系数； Zθ、Yθ、Xθ —— vc、f、ap 的指数。 表3-1 切削温度的系数及指数
xFc Fc CFca p f yFc
q Pc Fc vc
（3-18）
v zFc KFc （用硬质合金车刀车削σb=0.637GPa的结构钢）
得
q CFca p f 0.75v0.15 KFcvc CFca p f 0.75v0.85 KFc
影响情况：ap > vc > f
★ 主要来源 QA=QD+QFF+QFR
1 800 4 2 3
工件材料的影响 工件材料机械性能 ↑→ 切削温度↑ 工件材料导热性 ↑ →切 削温度↓
刀具磨损的影响
600
400 10 30 50 70 90 110 130 vc（m/min）
图3-25 切削速度、工件材料对切削温 度的影响
1—GH131 2—1Cr18Ni9Ti 3—45钢(正火) 4—HT200 刀具材料：YT15；YG8 刀具几何参数： o=15 ， o=6~8 ， r=75 ， 1= -10 ， s=0，b=0.1mm，r=0.2mm 切削用量：ap=3mm，f=0.1mm/r
刀具材料 加工方法 车削
Ｃθ
140～170
Ｚθ
0.35～0.45
0.1 0.2 0.3 0.41 0.31 0.26
Ｙθ
Ｘθ
高速钢
铣削 钻削
80 150
320 f (mm/r)
0.2～0.3 0.08～0.10
硬质合金
车削
0.15
0.05
郭德伟
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3.3.3 影响切削温度的主要因素
刀具几何参数的影响 前角o↑→切削温度↓ 主偏角r↓→切削温度↓ 负倒棱及刀尖圆弧半径 对切削温度影响很小
机械制造技术基础
第3章 切削与磨削原理 Cutting and Grinding Theory
3.3 切削热与切削温度
Cutting Heat and Cutting Temperature
郭德伟
1
3.3.1 切削热的Байду номын сангаас生和传出
切削热来源
★ 切削过程变形和摩擦所消耗功，绝大部分转变为切削热
单位时间内产生的切削热 由
冷却液的影响
郭德伟
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工件
图3-23 切削热的产生与传导
凡是增大切削力和切削功率的因素都会使切削温度θ上升。而有 利于切削热传出的因素都会降低切削温度。例如，提高工件材料和刀 具材料的热导率或充分浇注切削液，都会使切削温度下降。
郭德伟
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3.3.2 切削温度的分布
二维切削中的温度分布
剪切区内沿剪切面方向上各
点温度几乎相同，而在垂直于 剪切面方向上的温度梯度很大
前刀面和后刀面上的最高温
度点都不在切削刃上，而在离 切削刃有一定距离的地方。 在靠近前刀面的切屑底层上 ，温度梯度很大，这说明前刀 面上的摩擦热集中在切屑底层 刀面的接触长度较小，因此
工件材料：低碳易切钢； 刀具：o=30，o=7； 切削用量：hD=0.6mm， vc =0.38m/s； 切削条件：干切削， 预热611C
式中，QD , QFF , QFR分别为切削层变形、前刀面摩擦、后刀面摩擦产生的热量 郭德伟
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3.3.1 切削热的产生和传出
切削热传出
切削热由切屑、工件、刀 具和周围介质（切削液、空气 )等传散出去。
切屑
刀具
切削温度
切削温度θ指前刀面与切 屑接触区内的平均温度。是由 切削热的产生与传出的平衡条 件所决定的。
750℃
刀具
hD= 0.6
工件加工表面上温度的升降是
在极短的时间内完成的。
郭德伟
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3.3.3 影响切削温度的主要因素
切削用量的影响 经验公式
x C vc Z f y ap
（3-20）
式中 θ ——用自然热电偶法测出的前刀面接触区的平均温度(C)； Cθ ——与工件、刀具材料和其它切削参数有关的切削温度系数； Zθ、Yθ、Xθ —— vc、f、ap 的指数。 表3-1 切削温度的系数及指数
xFc Fc CFca p f yFc
q Pc Fc vc
（3-18）
v zFc KFc （用硬质合金车刀车削σb=0.637GPa的结构钢）
得
q CFca p f 0.75v0.15 KFcvc CFca p f 0.75v0.85 KFc
影响情况：ap > vc > f
★ 主要来源 QA=QD+QFF+QFR