Теплові явища при різанні металів
Джерела виділення тепла й тепловий баланс. При різанні практично вся затрачувана механічна енергія перетворюється в теплову. Тепло, що утворюється в зоні різання породжує теплові потоки, що швидко розповсюджуються в стружку, заготовку, інструмент і оточуюче середовище. Тепло, що утворюється в зоні різання, складається з таких складових:
– утворюється в результаті пружно-пластичних деформацій і руйнування при зрізанні стружки і формуванні поверхневого шару (рис. 2. 5);
– утворюється від тертя стружки об передню поверхню інструменту;
– утворюється від тертя задніх поверхонь інструменту об поверхню різання і оброблену поверхню заготовки.
Тепловий баланс процесу різання виражається рівнянням
,
де 
– кількість тепла, що йде відповідно в стружку, в заготовку, в ріжучий інструмент і в оточуюче середовище.
Значення членів рівняння і їх співвідношення не постійні і змінюються залежно від фізико-механічних властивостей оброблюваного матеріалу, режиму різання, геометричних параметрів і матеріалу інструменту, умов обробки та ін. Так, при обробці пластичних металів зі швидкістю різання 50 і 200м/хв складає відповідно 75 і 25 % від загальної кількості тепла різання.
За даними багатьох досліджень, кількість тепла, що йде в стружку, складає 25-85 % від всієї теплоти, що виділяється, в заготівку – 10-50 %, в ріжучий інструмент – 2-8 %. Із збільшенням швидкості різання тепло, що відводиться стружкою збільшується, а заготовкою та інструментом – зменшується.
Нагрів різальних інструментів. Тепло, що переходить під час різання в інструмент, нагріває його. Температура нагріву інструменту може бути дуже високою, оскільки різальне лезо постійно знаходиться в зоні найбільшого тепловиділення, а теплопровідність інструментальних матеріалів порівняно невелика. Температура залежить від опору деформації, теплопровідності і теплоємності оброблюваного матеріалу і матеріалу різального інструменту. Наприклад, при обробці різанням жароміцних і титанових сплавів, що мають малу теплопровідність, температура в зоні різання, а отже, і температура робочої частини інструменту перевищує в 2-3 рази температуру при обробці в тих же умовах вуглецевих сталей. Із збільшенням міцності і твердості оброблюваного матеріалу зростає затрачувана на різання робота, збільшується кількість виділеного тепла і підвищується температура інструменту. В поверхневому шарі інструменту, що перебуває у контакті зі стружкою, температура може навіть досягти точки плавлення оброблюваного матеріалу. Це зменшує зусилля різання, але знижує твердість і стійкість різальних інструментів.
На температуру різального інструменту із елементів режиму різання найсильніше впливає швидкість, менше – подача і ще менше – глибина різання. Обробка повинна проводитися без перегріву різального інструменту. В нормальних умовах роботи інструментом з вуглецевої сталі температура не повинна перевищувати 200...250°С, зі швидкоріжучої сталі – 550...600°С; інструментом, оснащеним твердими сплавами – 800...1000°С, а мінералокерамікою – 1000...1200°C.
Вплив теплових процесів при різанні на якість обробки. У зв'язку з тим що нагрів інструменту під час обробки змінює його геометричні розміри, виникають похибки розмірів і геометричної форми оброблених поверхонь. Розміри заготовки змінюються і від нагріву самої заготівки, яка при жорсткому закріпленні на верстаті може також деформуватися. Таким чином, теплові процеси при різанні металів можуть викликати зниження точності і порушення правильності геометричної форми оброблених поверхонь.
При напружених режимах різання нагрів поверхневого шару обробленої металевої поверхні може бути таким, що в ньому проходять фазові перетворення, які істотно змінюють його властивості.