深度刨析机加人不得不重视的切削热问题，值得收藏

金属切削过程中，工件材料变形所产生的热负荷会产生大量热量，导致温度上升到 800-900 摄氏度。 在连续不间断切削加工过程中，热量会以相对稳定的方式产生。如果刀具间歇地切入切出的方式加工，切削温度会以交替的方式升高下降。加工过程中的所有接触元件会讲加工过程中的热量吸收。一般来说，大部分的热量会被切屑带走，而少部分的热量进入工件和刀具。高温会导致刀具及工件损坏，所以最好的方式是通过切削带走尽可能多的热量。

工件材料自身的属性也直接影响着热量的产生与分布，加工硬度高的工件会比加工硬度低的材料产生的热量更多。工件材料的导热性能好的材料时，传入刀具的热量也会更多。一般情况下，较高的切削速度会增加热量的产生，更高的进给量会加大刀刃受高温的区域。

切削速度、背吃刀量、刀具的啮合弧度、切削刃槽型的选择以及冷却方式对加工过程中热量的产生、吸收和控制都会有一定的影响。

1 切削速度

刀具厂商，为了刀具啮合量百分比减小的情况下增加切削速度，通常会制定补偿系数，这样能保持切削区域的切屑厚度和温度与刀具在满刀切削情况的值相等。而啮合弧小的情况，切削时间还不足以产生最大刀具寿命所需要的最低温度。增加切削速度一般会产生更多的热量，我们把更高的切削速度结合小啮合弧能够帮助切削温度达到所需要的值。

更高的切削速度可以减少刀刃与切屑的接触时间，以减少热量传入刀具。也并不是说切削速度越高越好，低的切削速度会降低加工温度。当加工产生的热量过多时，降低切削速度可以将温度降至可以接受的水平。

2背吃刀量

背吃刀量会对加工时产生的热量和刀具的寿命产生非常大的影响。当背吃刀量太大时，重负荷加工会产生较多的切屑和热量，还有可能导致刀具崩刃或断裂。背吃刀量太小，切削过程只是在刀刃的较小部分上工作，这时产生的热量和摩擦力会导致刀具快速的磨损。切削过程中产生的切屑厚度会随着刀具进出工件而不断的变化。所以，我们刀具厂商会采用“平均切屑厚度”的模型来计算，以尽可能的接近刀具高效切屑厚度的刀具进给量。

那么决定正确的进给量要考虑的因素包括：刀具的啮合弧、径向切削深度以及切削刃的主偏角。当啮合弧越大，所产生理想平均背吃刀量所要求的进给量就会越小。当刀具的啮合弧越小，要得到相同背吃刀量就需要更高的进给量。而刀具的切削刃主偏角也会影响进给的要求。当切削刃偏角为 90°的时候，背吃刀量最大，所以，为了达到相同的平均背吃刀量，减小切削刃主偏角就需要提高进给量。

3.啮合弧度

工件切削过程具有间歇性，刀刃只是在部分的加工时间内会产生热量。那么切削齿的切削时间占比是由铣刀的啮合弧决定的，而啮合弧会受径向切削深度和刀具直径的影响。

不同切削工艺的啮合弧也不同。在槽铣时，工件材料包围了一半的刀刃，啮合弧是刀具直径的全部。刀刃一半的加工时间都花在了切削上，所以热量会快速积聚。在侧铣过程中，相对较小的刀刃部分与工件啮合，刀刃有更多的机会向空气中散热。

4.切削刃槽型

刀具刀体的几何角度和切削刃槽型会影响切削热的产生。工件材料的硬度以及表面状况决定着刀具前角的选择。正前角的铣刀所产生的切削力和热量比较小，同时也可以使用更高的切削速度。但是，正前角的铣刀要比负前角的铣刀薄弱，负前角的铣刀能够产生更大的切削力和更高的切削温度。

切削刃的槽型可以引起并控制切削作用和切削力，从而影响切削热的产生。与工件接触的刀刃可以倒角，钝化。倒角或钝化后，切削刃更坚固，并产生更多的切削力和热量。

切削刃后面的倒棱用于引导切屑。它可以是正倒棱或负倒棱。正倒棱也将产生较低的加工温度，而负倒棱具有较高的设计强度并产生更多的热量。

5冷却

控制金属切削中产生的热量的方法是用冷却液来调节。温度过高会导致切削刃快速磨损或变形，因此必须对热源进行冷却，尽快降低温度。

各种相关因素共同构成了金属切削的负荷。在切削过程中，这些因素将相互影响。我们讨论切削热的问题及其与机械因素的关系。熟悉产生金属切削负荷的因素及其相互作用的整体结果将有助于CNC加工中心优化其加工工艺，并最大限度地提高生产率和利润率。