切削热和切削温度

《机械加工方法与通用设备》
切削热和切削温度
扬州市职业大学 机械工程学院
1、切削热产生原因；
2、影响切削温度的主要因素。

了解影响切削温度的主要因素。

1、 切削热
切削热是切削过程中切削层金属发生弹性变形和塑性变形（Q p）以及切屑与前刀面（ Q rf ）、工件与后刀面的摩擦（Qαf）产生的热量。

切削热由切屑（C ch）、工件（Q c ）、刀具（Q w）
和周围介质（切削液、空气) （Q f）等传散出去
切削塑性金属时切削热主要由剪切区变形热和前刀
面摩擦热形成；
切削脆性金属时则后刀面摩擦热占的比例较多。

切削热传至各部分比例：
一般情况是切屑带走的热量多。

由于第Ⅰ、Ⅲ变形
区塑性变形、摩擦产生热及其传导的影响，致使刀具中次
之，工件中热量最少。

热量的传播（不加冷却液）：
车：50～86％→切屑，10～40％→车刀，3～9％→工件，1％→空气。

钻：28％→切屑，14．5％→刀具，52．5％→工件，5％→介质。

磨：4％→磨屑，12％→砂轮，84％→工件。

2、 切削温度：
一般指切屑与前刀面接触区域的平均温度，是切削热在工件和刀具上作用的结果，切削温度的高低，决定于切削热产生的多少和传散的快慢。

（1）切削用量对切削温度影响规律是：
当切削用量ap、f 和vc增大时，变形和摩擦加剧，切削
功增大，故切削温度升高。

切削速度增高，虽切削力减少，但切屑与前刀面接触长度
减短，故散热较差。

切削速度提高一倍，切削温度要升高30％
左右
进给量f 增大，切屑与前刀面接触长度增加，散热条件
有所改善；进给量提高一倍，切削温度要升高15％左右
背吃刀量ap增大，切屑与刀具接触面积以相同比例增大，散热条件
显著改善；背吃刀量提高一倍，切削温度只升高7％左右
在金属切除率相同的条件下，为了减少切削温度影响，防止刀具迅速磨损
，保持刀具耐用度，增大切削深度a p或给进量 f比增大切削速度v c更有利。

（2）刀具几何参数的影响
1）前角γ0 的影响
前角γo增大，切削变形和摩擦减少，因此产生
的热量少，切削温度下降。

但前角γo继续增大至15°左右，由于楔角减少
使刀具散热变差，切削温度略上升。

γ0=0°γ0=18°
2）主偏角κr 的影响
κr ↑，切削宽度a w ↓ ，散热面积↓ →θ
↑
当工艺系统刚性足够时，用小的主偏角切削，对于降低切削温度提高刀具耐用度能起到一定的作用。

尤其是在切削难加工材料时效果更明。

在刀具几何参数中，除前角γo 和主偏角k r 外，其余参数对切削温度影响较少。

对于前角γo 来说，γo 增大，虽能使切削温度降低，但考虑到刀具强度和散热效果，γo
不能太大。

主偏角小
主偏角较大主偏角大
（3）工件材料的影响
强度硬度、塑性和韧性越大， 切削力越大，切削温度升高。

导热率大，散热快，温度下降
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扬州市职业大学 机械工程学院。