金屬在切削區(qū)域的切削產(chǎn)生的溫度高達(dá)800-900℃。在切削區(qū)域中，切削刃將使工件材料變形并對(duì)其進(jìn)行切削。在連續(xù)轉(zhuǎn)彎中，以穩(wěn)定的線(xiàn)性方式產(chǎn)生熱量。相反，當(dāng)切削齒間歇地切入和切出工件材料時(shí)，切削刃的溫度將交替地升高和降低。加工系統(tǒng)的組件吸收金屬切削過(guò)程中產(chǎn)生的熱量。通常，熱量的10%進(jìn)入工件，80%的進(jìn)入芯片，而10%的進(jìn)入刀具。最好的情況是切屑帶走了大部分熱量，因?yàn)楦邷貢?huì)縮短刀具壽命并損壞加工零件。

工件材料的不同熱導(dǎo)率和其他加工因素將對(duì)熱量的分布產(chǎn)生重大影響。當(dāng)加工導(dǎo)熱性差的工件時(shí)，傳遞到工具中的熱量會(huì)增加。硬度較高的材料將比硬度較低的材料產(chǎn)生更多的熱量。通常，較高的切削速度將增加熱量的產(chǎn)生，而較高的進(jìn)給量將增加切削刃中受高溫影響的面積。

在以銑削為主的斷續(xù)切削條件下，刀具的嚙合弧度、進(jìn)給量、切削速度和切削刃槽形的選擇對(duì)熱量的產(chǎn)生、吸收和控制都有影響。

訂婚弧度

由于銑削過(guò)程的間歇性，切削齒僅在部分加工時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱量。切削齒的切削時(shí)間百分比由銑刀的嚙合弧確定，這受徑向切削深度和刀具直徑的影響。

不同銑削過(guò)程的嚙合弧也不同。在凹槽銑削中，工件材料圍繞著刀具的一半，并且嚙合弧為刀具直徑的100%。切削刃的一半加工時(shí)間用于切削，因此熱量會(huì)迅速積聚。在側(cè)面銑削中，刀具的一小部分與工件嚙合，并且切削刃有更多的機(jī)會(huì)將熱量散發(fā)到空氣中。

切割速度

為了使切削區(qū)域中的切屑厚度和溫度與完全切削時(shí)的刀具值保持一致，刀具供應(yīng)商已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種補(bǔ)償系數(shù)，可以在刀具嚙合百分比降低時(shí)提高切削速度。

從熱負(fù)荷的角度來(lái)看，嚙合弧很小，切削時(shí)間可能不足以產(chǎn)生最長(zhǎng)的刀具壽命所需的最低溫度。增加切割速度通常會(huì)產(chǎn)生更多的熱量，而較小的嚙合弧度和較高的切割速度的組合有助于將切割溫度提高到所需水平。更高的切削速度將縮短切削刃與切屑之間的接觸時(shí)間，從而減少引入工具的熱量。通常，較高的切削速度可減少加工時(shí)間并提高生產(chǎn)率。

另一方面，降低切削速度會(huì)降低加工溫度。機(jī)械加工中產(chǎn)生的熱量過(guò)多，降低切削速度會(huì)使溫度降低到可接受的水平。

切割厚度

切屑厚度對(duì)熱量和刀具壽命有很大影響。如果切屑厚度太大，那么重的負(fù)載將產(chǎn)生過(guò)多的熱量和切屑，甚至導(dǎo)致切削刃斷裂。如果切屑厚度太小，則僅在切削刃的一小部分進(jìn)行切削過(guò)程，而增加的摩擦和熱量將導(dǎo)致快速磨損。

銑削中產(chǎn)生的切屑厚度會(huì)隨著切削刃進(jìn)出工件而變化。因此，刀具供應(yīng)商使用“平均切屑厚度”的概念來(lái)計(jì)算刀具進(jìn)給量，以保持最有效的切屑厚度。

確定正確進(jìn)給速度所涉及的因素包括刀具的嚙合弧或徑向切削深度以及切削刃的主偏角。嚙合弧越大，產(chǎn)生理想平均切屑厚度所需的進(jìn)給量就越小。同樣，刀具嚙合弧度越小，獲得相同切屑厚度所需的進(jìn)給速度就越高。刀具切削刃的主偏角也會(huì)影響進(jìn)給量。當(dāng)切削刃偏角為90°時(shí)，切屑厚度最大。因此，為了獲得相同的平均切屑厚度，減小切削刃主偏角需要增加進(jìn)給速度。

切削刃槽

銑刀刀體和切削刃的幾何角度有助于控制熱負(fù)荷。工件材料的硬度及其表面條件決定了刀具前角的選擇。前角為正的刀具產(chǎn)生較小的切削力和熱量，也可以使用較高的切削速度。但是，正前角刀具比負(fù)前角刀具要弱，而負(fù)前角刀具會(huì)產(chǎn)生更大的切削力和更高的切削溫度。

切削刃的凹槽形狀會(huì)引起并控制切削作用和切削力，從而影響熱量的產(chǎn)生。與工件接觸的刀具的切削刃可以倒角，鈍化或鋒利。倒角或鈍化后邊緣的強(qiáng)度更大，從而導(dǎo)致更大的切削力和更多的熱量。鋒利的邊緣可以減小切削力并降低加工溫度。

切削刃后的倒角用于引導(dǎo)切屑，可以是正倒角也可以是負(fù)倒角，正倒角會(huì)同時(shí)降低加工溫度，負(fù)倒角設(shè)計(jì)具有更高的強(qiáng)度和熱量。

銑削過(guò)程是間歇切削，銑削刀具的切屑控制特性通常不如車(chē)削那么重要。根據(jù)所涉及的工件材料和嚙合弧度，確定形成和引導(dǎo)切屑所需的能量可能很重要。狹窄或強(qiáng)制斷屑的切屑控制槽可立即卷起切屑，并產(chǎn)生更多的切削力和熱量。較寬的切屑控制槽可產(chǎn)生較小的切削力并降低加工溫度，但可能不適用于某些工件材料和切削參數(shù)的組合。

冷卻

控制金屬切削中產(chǎn)生的熱量的方法是控制冷卻液的施加。如果溫度過(guò)高，切削刃會(huì)很快磨損或變形，因此必須盡快控制熱量。為了有效降低溫度，必須冷卻熱源。

各種相互關(guān)聯(lián)的因素共同構(gòu)成了金屬切削的負(fù)荷。在處理過(guò)程中，這些因素將相互影響。本文討論了銑削中的熱問(wèn)題及其與機(jī)械因素的關(guān)系。熟悉產(chǎn)生金屬切削負(fù)荷的因素及其相互作用的總體結(jié)果將有助于制造商優(yōu)化其加工工藝，并最大限度地提高生產(chǎn)率和利潤(rùn)率。