切削熱的產生與傳出

切削熱與切削溫度是金屬切削過程中的一種物理現象。切削溫度是切削熱產生與傳出綜合作用的結果。切削區的切削溫度直接影響刀具的損和工件的加工精度及表面質量。同時，切削溫度也可作為自動化生產中的可控制因素。研究切削熱的產生與傳出切削區的切削溫度分布規律對于分析切削過程和指導現實生產有著重要的意義。

(1)切削熱的產生  切削熱是切削過程中金屬的彈性變形、塑性變形和摩擦所消耗的功轉化而來的，切削過程中所消耗的能量大部分(98%~99%)轉換成熱能。

切削過程中的切削熱主要來自于三個部分:剪切面的彈塑性變形、切屑與前面的擠壓摩擦和后面與過渡表面的擠壓摩擦，如圖所示。

由于切削熱主要是由切削過程中的功率消耗轉化而來的，因此切削熱的計算公式可表述為

依據前述指數對切削力影響的方法分析可知，背吃刀量增加一倍，切削熱也成比例地增加一倍，而切削速度”對切削熱的影響次之，進給量f對切削熱的影響最小。其他因素對切削熱的影響與其對切削力的影響相同。

(2)切削熱的傳出  切削熱產生的同時，也在不斷地向周圍介質傳出，如圖所示。切削熱的傳出途徑主要有:切屑、刀具、工件和周圍介質(包括切削液)。

不同的加工類型，其各部分的傳出比例不同。例如，干車削時的切削熱除極少部分(約1%)傳給周圍空氣外，絕大部分傳給切屑、刀具和工件。其中，切屑帶走切削熱的50%~86%;傳給車刀10%~40%;傳給工件3%~9%。又如，鉆削加工時，切屑帶走切削熱的28%;刀具傳出14.5%:工件傳出52.5%;周圍介質傳出5%。影響切削熱傳出各部分比例的因素很多，切削速度越高，切削層公稱厚度越大，切屑帶走的熱量比例越大;工件材料的熱導率越小，傳給刀具的比例越大;剪切角越小，傳給工件的比例越大。切削熱引起上述各部分溫度升高，而剪切區、刀具前面與后面的溫度對切削力、刀具磨損、已加工表面質量有很大的影響。剪切區產生的熱量最多，約占70%~80%，它使切屑的平均溫度升高，同時對于刀具和切屑界面的溫度也有重要影響。刀具和切眉界面的摩擦(第二變形區)產生的熱量約20%~30%，因此刀具和切屑界面溫度將會很高。由于有后角，刀具后面與過渡表面和已加工表面的摩擦產生的熱量較小，但是當刀具磨鈍后摩擦熱將急劇增加。