1. 研究目的与意义（文献综述）

在机械制造业中，虽然已发展出各种各样不同得零件成型工艺，但目前仍有90％以上的机械零件是通过切削加工制作而成，金属切削加工已有悠久的历史，然而由于被加工材料的特性一般都具有高度的非线性，且加工过程是一种非常复杂的力-热耦合作用，切削加工的原理并没有被完全研究透彻。

切削热是切削过程中重要的现象之一，切削时所消耗的能量除1~2％用以形成新的表面和以晶格扭曲等形式形成潜藏能外，98~99％都转换为热能。这些切削热除少量逸散到周围介质中以外，其余都转入刀具、切削和工具。切削热、切削温度会对加工过程产生重要影响。首先，过高的切削温度不仅使刀具的扩散磨损加快；而且会在刀具上产生严重的热应力而加剧刀具的疲劳失效并引起破碎断裂。这些都严重影响了刀具的寿命，使得加工成本提高。另外，切削热还会影响机械加工质量。其一，切削温度能改变前刀面上的摩擦系数，还会影响积屑瘤的大小，并会使已加工表面产生加工变质层与残余应力，从而影响已加工表面质量；其二，切削热还易使工件和加工工艺系统发生热变形而影响加工精度。在现代机械加工中，随着加工精度不断提高，由温度变化而引起的误差在加工总误差中所占比例越来越大，已成为进一步提高加工精度的主要障碍之一。有研究显示，由热变形引起的加工误差约占总加工误差的40％到70％。

对于许多难加工的材料，如不锈钢的切削加工等，切削温度对加工过程的影响更甚。中国又是全球不锈钢消费的大国。不锈钢因为具有优良的耐腐蚀性和高强度、韧性好等特点，广泛应用与加工制造耐腐蚀设备如涡轮机叶片、燃机及阀门、螺栓、轴承、汽车零件、管线接头、压缩机、铁道车辆等。然而不锈钢具有韧性大、热强度高、导热系数低、亲和性大等特性，加工过程中切削力大，切削热多，而散热困难，所以切削温度高，粘到刀具现象严重，刀具容易磨损，故加工效率极低。对于这些难加工材料，切削温度严重限制了切削用量的的选择，从而成为材料切削加工性和产生率的主要限制因素。在这种限制情况下，一般要施加切削液，以确保一些难切削过程的进行。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

随着加工零件高精度的需求增加，对切削加工中温度的控制提出了更高要求。高速铣削过程中铣削弧区会产生大量的热量，导致铣削弧区温度升高．其中大部分的热量传入工件，当温度超过某一临界值时，会影响工件表面的完整性，从而影响工件的使用性能。铣削工件表面温度可达1000℃，当铣削区温度超过某一临界值时会引起工件表面的热损伤，包括表面的氧化、烧伤、残余应力和裂纹。这将导致零件的抗磨损性能降低，应力锈蚀的灵敏性增加，抗疲劳性能下降，从而降低零件使用寿命和可靠性。

2.2目标

3. 研究计划与安排

第1－2周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需的相关知识,确定设计方案。

第3－4周：完成5000字外文文献翻译以及上传开题报告。

第5－9周：系统的硬件设计。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]李晓宇. 钛合金插铣过程切削区温度分布研究[d]. 天津: 天津大学, 2008.

[2]秦旭达, 朱萍玉, 张剑刚, 等. 铝合金插铣过程中工件表面温度的建模与试验分析[j]. 中國機械工程, 2007, 18(17): 2041-2042.

[3]takeshi yashiro, takayuki ogawa, hiroyuki sasahara. temperature measurement of cutting tool and machined surface layer in milling of cfrp[j]. international journal of machine tools amp; manufacture， 2013，70：63-69.