在数控走心机加工过程中，切削热是一种不可避免的现象，它对加工质量、加工精度、刀具寿命以及加工效率等方面都会产生重要影响。切削热的产生主要来源于切削过程中工具与工件之间的摩擦、塑性变形及材料的切削力等因素。对于走心机这种精密加工设备来说，如何有效控制切削热，减少其带来的不利影响，是提升加工质量与生产效率的重要课题。

　　一、切削热的成因与影响

　　1.1切削热的成因

　　在数控走心机加工过程中，切削热是由于刀具与工件表面之间的摩擦力以及材料的塑性变形引起的。当刀具切削工件时，工件和刀具之间发生接触并产生高温，这种热量大部分聚集在切削区内。其主要成因包括：

　　摩擦与剪切：刀具与工件接触的摩擦力是切削热的主要来源。尤其在高速切削时，摩擦力的增加会导致温度升高。

　　塑性变形：工件材料在切削过程中，由于受到刀具作用力的影响，产生一定的塑性变形，这部分变形能量转化为热量，进一步增加了切削热。

　　材料热传导性差：某些材料，如硬度较高的合金材料，热传导性差，导致切削产生的热量无法有效散发，进而形成较高的局部温度。

　　1.2切削热的影响

　　切削热对数控走心机加工过程的影响主要体现在以下几个方面：

　　加工精度下降：高温会导致工件和刀具的热变形，进而影响加工精度。尤其是在高精度加工时，切削热可能使工件尺寸出现不一致，降低零件的精度。

　　刀具寿命缩短：切削热的积累会使刀具表面产生热疲劳和磨损，加速刀具的磨损，减少刀具的使用寿命。因此，高温直接影响了加工成本和生产效率。

　　工件表面质量差：过高的切削温度会导致工件表面出现氧化、烧伤等缺陷，影响工件的表面质量。

　　加工稳定性差：高温可能导致切削过程中刀具与工件的粘附、振动等问题，进一步影响加工的稳定性和顺利进行。

　　二、切削热的控制策略

　　2.1优化切削参数

　　合理的切削参数对控制切削热起着至关重要的作用。通过调整切削速度、进给量和切削深度，可以有效控制切削区的温度。

　　切削速度：较高的切削速度会增加刀具与工件接触的时间，从而导致更多的热量积聚。因此，在选择切削速度时，需要根据材料特性、刀具材质和加工要求来综合考虑，避免过高或过低的切削速度。

　　进给量与切削深度：进给量和切削深度的增大会增加切削力，从而使切削热增加。合理控制进给量和切削深度可以有效地降低切削热的产生。特别是在走心机加工中，由于加工过程中多个工序可能同时进行，因此合理的进给量与切削深度设置至关重要。

　　2.2合理选择刀具

　　刀具的选择直接影响切削热的产生。不同刀具材料、涂层和几何形状会对切削过程产生不同的影响。

　　刀具材质：选择具有较高耐热性的刀具材料，如陶瓷、CBN（立方氮化硼）和PCD（聚晶金刚石）等，可以有效降低切削区温度，延长刀具寿命。

　　刀具涂层：采用涂层刀具可以降低刀具与工件之间的摩擦系数，减少热量的产生，并且涂层材料（如TiN、TiAlN等）能够提高刀具的耐高温性能。

　　刀具几何形状：刀具的刃口角度、前角和后角等几何形状对切削热的产生有直接影响。适当调整刀具的几何角度，尤其是选择合适的前角和后角，可以减少切削过程中摩擦的产生，从而降低切削热。

　　2.3冷却技术的应用

　　冷却液在数控走心机加工中起着至关重要的作用，它能够有效带走切削过程中产生的热量，减少切削区的温度。

　　冷却液的选择与使用：水溶性冷却液、油性冷却液或气体冷却可以根据不同加工需求进行选择。水溶性冷却液具有良好的热导性，有助于散热；油性冷却液的润滑性能较好，适合高速切削；气体冷却则适合高温切削的场景。合理选择冷却液，优化冷却方式，有助于控制切削热。

　　冷却方式的优化：在传统的冷却液喷射方式的基础上，现代数控走心机多采用高压冷却液喷射技术，可以更有效地将冷却液直接作用于切削区，从而迅速带走热量。高压冷却不仅能有效冷却，还能防止切屑粘附刀具，进一步提高加工质量。

　　2.4刀具与工件材料的匹配

　　切削热的产生还与刀具与工件材料的相互作用密切相关。选择适合的刀具材料和加工工艺，可以减少热量的产生。

　　刀具材料选择：根据工件材料的硬度、切削特性选择合适的刀具材料。例如，对于高硬度材料，可以选择硬质合金、陶瓷等耐高温刀具材料。

　　工件材料的优化：在可能的情况下，可以选择热传导性较好的工件材料，这有助于热量的迅速散发。对于加工难度较大的合金材料，可以选择专用的刀具和优化的加工参数，以减少切削热的影响。

　　2.5切削路径与刀具运动优化

　　优化切削路径和刀具的运动轨迹，可以有效减少切削过程中产生的摩擦和热量。

　　切削路径优化：合理的切削路径可以避免重复切削同一位置，减少热量积聚。例如，通过分步走刀、采用斜切等方式，使切削过程中热量分布更为均匀，避免局部过热。

　　刀具运动优化：通过增加刀具的切削角度和控制刀具进给方向，可以减少刀具与工件的接触时间，降低摩擦，从而减少切削热的产生。

　　切削热是数控走心机加工中的常见问题，它会影响加工精度、刀具寿命以及加工质量。通过优化切削参数、合理选择刀具、采用高效的冷却方式、优化刀具与工件材料的匹配及切削路径等措施，可以有效地控制切削热的产生，保证加工过程的稳定性和产品质量。了解切削热的成因，并采取科学有效的控制策略，是提升加工效率和质量的关键。