碳纖維增強熱塑性樹脂基復合材料周銑過程中刀-工-屑熱量分配比例計算與切削溫度預測

王福吉, 姜向何, 魏鋼, 周洪巖, 葛連恒

( 1.大連理工大學 機械工程學院，大連 116024；2.高性能精密制造全國重點實驗室，大連 116024 )

碳纖維增強熱塑性樹脂基復合材料(Carbon fiber reinforced thermoplastic resin matrix composites，CFRTP)，簡稱“熱塑性復材”，具有輕質高強、性能可設計、耐溫性好[1]、可回收[2-5]等優(yōu)勢，是新一代高端裝備減重增效的優(yōu)選材料。此類材料構件通常采用近凈成形工藝一體化設計制造[6-7]，但為滿足其嚴格的尺寸、形位精度要求[8]，成形后須進行大量的周銑加工。而熱塑性復材是一種典型的難加工材料，其樹脂基體對溫度變化極為敏感，銑削中易在切削熱的作用下軟化，甚至發(fā)生“玻璃態(tài)-高彈態(tài)”相變，進而產生大變形，難去除；同時，還會減弱纖維所受約束，使纖維亦難以被有效切斷，引發(fā)飛邊等損傷，嚴重降低銑削質量?？梢?，合理控制熱塑性復材的銑削溫度，從而提升熱塑性樹脂與纖維的去除效果，對于改善熱塑性復材構件的銑削質量尤為關鍵。

為實現復合材料銑削溫度的合理控制，首先須獲取加工中切削區(qū)的溫度，其中溫度計算是一種準確表達方式。通常而言，銑削溫度的計算精度，取決于對產熱熱源與傳熱過程的建模水平。因此，為準確計算銑削溫度，學者們競相發(fā)展產熱熱源與傳熱模型。在熱源建模方面，Chao 等[9]首先考慮工件材料切削剪切滑移產熱，建立了半無限介質空間沿切削方向運動的斜帶熱源模型。在此基礎上，Komanduri 等[10-12]進一步考慮了刀具-切屑界面摩擦產熱，建立了剪切變形-前刀面摩擦復合熱源模型。李林文[13]通過求解切屑在前刀面上的非線性運動方程，更準確地描述了刀-屑產熱過程。針對碳纖維增強環(huán)氧樹脂基復合材料(簡稱“熱固性復材”)，殷俊偉[14]發(fā)現其在加工中形成粉末狀切屑，剪切滑移和刀-屑產熱可以忽略不計，為此建立了只考慮刀-工產熱的后刀面摩擦熱源模型。

以上述熱源模型為基礎，學者進一步研究了切削傳熱過程的精確建模方法。在二維建模方面，Díaz-álvarez 等[15]用仿真方法分析了熱固性復材加工過程中熱量的傳遞過程。該方法簡單方便，但因其假設刀-工產熱傳入工件與刀具的熱分配比例各占50%，導致計算精度有限。進一步地，Liu等[16]將模型從二維發(fā)展到三維，建立了一個非穩(wěn)態(tài)三維傳熱模型，以研究螺旋銑削過程中熱固性復材工件的溫度分布。研究發(fā)現，銑削加工過程中流向熱固性復材工件的熱量分配系數約為21%，將該比例系數設為固定值代入傳熱模型中。在此基礎上，Wang 等[17]進一步建立了一種慮及纖維方向的熱分配比例計算模型。該模型考慮了纖維方向和工藝參數對熱分配比例系數的影響，提升了熱固性復材切削區(qū)溫度的計算精度。

上述研究工作為開發(fā)材料加工工藝及推廣其在工程上的應用做出了巨大貢獻。然而，熱塑性復材具有宏觀強各向異性，樹脂高韌強粘等特征，加工時除已加工表面回彈現象嚴重外，塑性變形和帶狀切屑引起的刀具和工件溫度變化亦不可忽略。

此外，加工熱塑性復材時產熱熱源和傳熱過程與金屬和熱固性復材顯著不同，對金屬而言，由于金屬材料的切削區(qū)溫度較高，在第I、II 變形區(qū)消耗最多的切削功，在建立金屬材料切削區(qū)溫度計算模型時，在第III 變形區(qū)產生的摩擦熱和其引起的溫升通常被忽略。對熱固性復材而言，材料呈脆性，塑性變形小，切屑長度小，第I、II 變形區(qū)產生的熱量基本不會影響刀具和工件的溫度，同時熱固性復材加工時回彈較嚴重，因此在建立切削區(qū)溫度計算模型時，通常只考慮第III 變形區(qū)的摩擦產熱和傳熱。

而對熱塑性復材而言，其切削區(qū)溫度受3 個變形區(qū)影響顯著，計算時需同時考慮第I、II、III 3 個變形區(qū)產熱熱源和傳熱過程。因此有必要建立一個考慮多熱源影響的熱塑性復材周銑溫度模型。

本文以碳纖維/聚醚醚酮(CF/PEEK)為例，旨在建立一個考慮多熱源產熱對刀-工-屑熱量分配比例影響的熱塑性復材周銑溫度計算模型，為預測熱塑性復材周銑溫度提供新的方法。模型首先計算加工過程中變形區(qū)的總產熱量，接著基于不同纖維方向纖維斷裂形式不同，建立剪切角與纖維方向之間的關系，求解出傳入刀-工-屑的熱分配比例系數，計算出工件表面的熱流密度，得到了工件表面的溫度值。在此基礎上，具體討論了纖維方向角和加工工藝參數對工件溫度的影響。本研究結果有助于指導熱塑性復材加工工藝的開發(fā)。

1 熱塑性復材切削區(qū)溫度計算模型

熱塑性復材宏觀呈各向異性，切削區(qū)溫度受纖維方向角的影響很大，在計算切削區(qū)溫度之前，需要考慮纖維方向角對產熱的傳熱影響，分析加工過程中熱量產生機制及傳遞行為，計算加工過程中總產熱量和傳入刀-工-屑熱分配比例系數。如前所述，以下將分兩部分對熱塑性復材切削區(qū)溫度進行計算，總體計算思路如圖1 所示。

圖1 碳纖維增強熱塑性樹脂基復合材料(CFRTP)周銑溫度計算流程示意圖Fig.1 Schematic diagram of carbon fiber reinforced thermoplastic resin matrix composites (CFRTP) milling temperature calculation process

1.1 產熱行為分析及總產熱量確定

加工熱塑性復材時切削熱主要來自于切削功，如圖2 所示，分為3 個部分：切屑與前刀面摩擦功、材料塑性變形功和后刀面與已加工表面摩擦功。由能量守恒定律可知，加工過程中總產熱量Qtotal如下式所示：

圖2 CFRTP 加工時產熱示意圖Fig.2 Schematic diagram of heat source during CFRTP processing

式中：Qplastic表示塑性變形產熱；Qrake表示刀-屑摩擦產熱；Qflank表示刀-工摩擦產熱。

加工過程中單位時間內做的總機械功可通過主切削力Fc計算得到，總機械功率W如下式所示：

式中：Fc表示主切削力；v表示切削速度。

假設3 個變形區(qū)所消耗摩擦功和變形功全部轉化為熱量：

1.2 傳熱行為分析及切削區(qū)熱分配比例系數確定

由傅里葉(Fourier)定律可知，在單位時間內熱傳導方式傳遞的熱量與垂直于熱流的截面積成正比，與溫度梯度成正比，導熱方向與溫度梯度方向相反，如下式所示：

式中：λ為導熱率；q為熱流密度；Q為熱流量；dT/dx為溫度梯度；A為熱傳導面積。

如圖3(a)所示，在切削熱塑性復材時，切削區(qū)產生的熱量分別傳到切屑、刀具和工件當中，假設熱量傳遞到切屑、工件和刀具的過程不考慮時間的影響，滿足關系如下式所示：

圖3 CFRTP 加工時傳熱機制示意圖Fig.3 Schematic diagram of heat transfer mechanism during CFRTP processing

式中，Qchip、Qtool、QCFRTP分別表示傳入切屑、刀具和熱塑性復材工件的熱流量。

切削區(qū)熱分配比例通過傳入切屑、刀具和工件的熱流量和切削區(qū)的總熱量的比值來確定，如下式所示：

式中，Rchip、Rtool、RCFRTP分別表示傳入切屑、刀具和工件的熱分配比例。

假設加工中向周圍介質直接傳出的熱量忽略不計，即產生的熱量全部通過切屑、刀具和工件傳出，熱分配比例滿足關系如下式所示：

由上述熱分配比例之間的關系可知，已知任意兩個熱分配比例，即可計算出第3 個熱分配比例的值。本小節(jié)擬通過理論計算和實驗觀測的方法計算出熱塑性復材加工中傳入切屑和刀具的熱量分配比例，進而間接求得傳入工件部分的熱分配比例。

1.2.1 傳入切屑熱分配比例計算

如圖3(b)所示為熱塑性復材加工時的傳熱關系。假設第I 變形區(qū)的熱量傳入切屑和工件、第II 變形區(qū)的熱量傳入切屑和刀具、第III 變形區(qū)的熱量傳入刀具和工件。其中，R1為塑性變形產熱傳入切屑分配比例，R2表示刀-屑摩擦產熱傳入切屑分配比例，R3表示刀-工摩擦產熱傳入工件分配比例。即傳入切屑的熱流量Qchip由兩部分組成，如下式所示：

下面將分別計算產熱量Qplastic和Qrake及傳熱比例R1和R2。首先，在切屑變形過程中，沿剪切面發(fā)生剪切滑移，塑性變形產熱Qplastic如下式所示：

式中：τy為材料剪切屈服應力；γ為沿剪切面的剪切應變；ac為切削厚度，也稱背吃刀量；aw為切削寬度。其中，γ可由下式求出：

式中：γ0為刀具前角；φ為剪切角。

其次，切屑沿前刀面排出時，受前刀面擠壓和摩擦，前刀面摩擦產熱Qrake如下式所示：

式中：Fy為背向力；μ為切屑與前刀面之間摩擦系數，μ= 0.15[18]；lc1為切屑與前刀面接觸長度，可由下式近似求得：

熱塑性復材為各向異性材料，不同方向力學性能迥異。在求解切削溫度時也考慮了各向異性的影響，并以纖維方向角來表征。纖維方向角θ定義為纖維方向與切削速度方向所夾的角度，如圖4 所示。

圖4 CFRTP 纖維方向角示意圖Fig.4 Schematic diagram of CFRTP fiber orientation angle

當0<θ≤π/2 時，纖維的斷裂形式為剪斷，由于復合材料層間結合強度較低，切削加工時，被去除材料沿著前刀面流出并沿纖維方向發(fā)生剪切屈服[19]，即φ=θ；當π/2<θ≤π 時，纖維的主要斷裂形式為彎斷，假設纖維沿著與工件表面成一定角度的剪切面發(fā)生斷裂，此時可以通過最小總勢能法求得剪切角的大小[20]，即φ=θ/2。綜上所述，剪切角與纖維方向角之間關系如下式所示：

如果R1qplastic為塑性變形產熱傳入切屑的熱流密度，則(1-R1)qplastic為傳入工件材料的熱流密度。根據Hahn[21]所提出的斜帶熱源模型可知，剪切面附近材料的平均溫度如下式所示：

式中：qplastic為剪切面熱流密度；c1為熱塑性復材比熱容；ρ為熱塑性復材密度；t為切屑的厚度；T0為工件初始溫度。

Jaeger[22]提出一種線熱源理論以求解瞬時某一點的溫度TM，如下式所示：

式中：L為熱源到溫升點之間的距離；K1為熱塑性復材熱擴散率；k為熱塑性復材等效導熱系數，k的計算如下式所示：

式中，k1、k2、k3分別為沿著纖維方向、垂直纖維方向和材料厚度方向導熱系數[23]。

在此基礎上，Carslaw 等[24]提出了一種新的方法以解決熱源在半無限體表面上滑動時的傳熱問題，當絕緣體以速度v在某一表面滑過時，表面的平均溫升Δ如下式所示：

式中：l為該熱源在移動速度方向上的長度；L'為一個無量綱參數，與切削速度、材料導熱系數、密度及比熱容等參數均有關，計算較復雜。同時，Carslaw 等[24]進一步指出，當式(18) 用于計算剪切面的平均溫度時，可以變化下式：

式中：L1為計算系數；vs為切屑相對刀具前刀面的移動速度。

聯立式(15)和(19)以求解R1，如下式所示：

式中，ξ為變形系數，ξ可由下式求出：

R2可通過類似方法求得：

式中：qrake為前刀面摩擦熱流密度；kt為刀具的導熱系數；為刀具的初始溫度；為刀-屑接觸面系數，可由下式求出：

式中，b為熱源的寬度。聯立式(2)、式(3)、式(7)、式(9)和式(20)可得：

1.2.2 傳入刀具熱分配比例計算

由上述假設關系可知，加工中熱源均為平面熱源且熱量均勻分布，刀具表面的平均溫升ΔTtool如下式所示：

式中：qrake為前刀面摩擦熱流密度；qflank為后刀面摩擦熱流密度；lc為切削區(qū)接觸總長度；L2為計算系數。由下列公式計算得到：

式中：K2為刀具材料熱擴散率；lc2、lc3分別為切削刃鈍圓與工件接觸長度、后刀面與已加工表面接觸長度，如圖5 所示。

圖5 刀具與工件接觸長度示意圖Fig.5 Schematic diagram of contact length between cutting tool and workpiece

將式(27)代入式(25)，可得：

以上已求出Rchip和Rtool的值，由式(8) 可間接求出RCFRTP的值：

1.3 切削區(qū)溫度計算

由模型所計算出的熱分配比例系數可知，傳入工件材料的平均熱流密度qCFRTP如下式所示：

將其代入到銑削傳熱公式中可計算出工件某一點在加工中的溫度值[25]，如下式所示：

式中，TM表示坐標為(X,Z)的工件中一點的溫度，如圖6 所示，該坐標建立在以帶熱源起始點O 為原點，以切削速度v為X軸方向，以切削厚度方向為Z軸方向的坐標系中；ωc是刀具切削工件時轉過的角度，如下式所示：

圖6 CFRTP 周銑傳熱示意圖Fig.6 Heat transfer diagram of CFRTP peripheral milling

式中，R為銑刀半徑。

下面將通過將熱塑性復材周銑溫度預測模型的計算結果與熱塑性復材銑削測溫實驗結果對比來進行模型精度探討。此外，還將具體分析纖維方向角、切削速度和進給量對銑削溫度的影響，以期對熱塑性復材周銑工藝參數優(yōu)化提供依據。

2 實驗條件

2.1 實驗裝置

為獲得加工過程中切削力和溫度，建立了相應的實驗裝置，示意圖如圖7 所示。整個實驗裝置搭建在Mikron HSM 500 高速加工中心上，實驗采用Kistler 9257B 型測力儀采集切削力。為獲得平穩(wěn)的切削力信號，將工件垂直夾緊在夾具上，并通過測力儀與工作臺相連。整體實驗裝置如圖8 所示。

圖7 CFRTP 銑削實驗示意圖Fig.7 Schematic diagram of CFRTP milling experiment

圖8 CFRTP 銑削實驗裝置圖Fig.8 Milling experimental device diagram of CFRTP

為獲得高速旋轉銑刀的表面溫度，采用具有斯普林制冷系統(tǒng)的Telops-MW 紅外熱像儀。該熱像儀能夠在高頻下采集到低噪點的紅外熱圖像。為獲得加工過程中的工件表面溫度，采用布置在工件預鉆孔內的極細熱電偶連接拓普瑞TP560 多通道溫度測量儀進行測溫。

2.2 實驗材料

本實驗中采用的工件材料為T700 級別的碳纖維增強PEEK 基復合材料單向板，其中纖維體積分數為60vol%，材料細觀結構如圖9 所示，工件尺寸為25 mm×55 mm×3 mm。表1 和表2 分別列出了熱塑性復材工件的具體材料性能和實驗條件。

表1 CFRTP 材料屬性Table 1 Properties of CFRTP

表2 刀具參數和加工參數Table 2 Tool parameters and machining parameters

圖9 CFRTP 細觀結構Fig.9 Microstructure of CFRTP

為準確獲得加工過程中工件表面溫度，采用精度高、性能穩(wěn)定的T 型極細熱電偶[26]對切削區(qū)溫度進行測量。為避免氣泡對熱電偶測溫的影響，將熱電偶前端測點插入環(huán)氧樹脂靜置2 s，使其被樹脂包裹。在熱塑性復材工件短邊方向上鉆有直徑0.6 mm、孔深為1.5 mm、孔中心距邊緣1 mm的小孔，熱電偶布置示意圖如圖10 所示。將浸泡過樹脂的熱電偶埋入小孔，向小孔中滴入環(huán)氧樹脂，靜置，待環(huán)氧樹脂固化后，開始實驗。

圖10 熱電偶布置示意圖Fig.10 Schematic diagram of thermocouple arrangement

采用紅外成像儀來測量加工中刀具表面的溫度。同時，為減小刀具表面對光的反射和刀具復雜結構對紅外成像儀溫度測量的影響，采用黑納米涂層的雙直刃銑刀進行實驗，紅外成像儀的發(fā)射率設為1。

采用紅外成像儀測量刀具溫度前，進行了溫度標定。標定采用付饒[27]提出的方法，將紅外成像儀溫度與熱電偶測量溫度進行對比。標定結果顯示，紅外熱像儀相對于熱電偶的測溫偏差在5%以內，溫度測量精度高，可滿足實驗需求。如圖11 示為紅外熱成像儀輸出的圖像。

圖11 紅外成像儀下周銑裝置示意圖Fig.11 Schematic diagram of infrared imager peripheral milling device

考慮到周銑加工過程中纖維方向角實時變化，為抓取典型纖維角度，應縮小其變化區(qū)間，為此，實驗統(tǒng)一采用遠小于刀具半徑R的切深a'c=0.3 mm。

3 結果與討論

3.1 熱塑性復材周銑溫度模型精度探討

本文采用將模型中得到的工件溫度的計算值和加工中通過熱電偶測得的實驗值相比較，來驗證模型計算的準確性。本文按照表2 中所列的切削參數，對不同纖維方向角的工件，計算了不同切削速度及不同進給量下的工件溫度，并與實驗結果進行對比，得到了不同工況下的計算精度。結果表明，在不同纖維方向角、切削速度和進給量條件下，模型計算平均預測誤差低于11.5%，最大誤差不超過25%，最小相對誤差為2.5%，證明了模型計算的準確性。

計算發(fā)現，在切削速度與進給量恒定的情況下，對比各纖維角度下誤差的平均值可知，90°的預測誤差平均值最大，為13.3%。當纖維方向角為90°時，并非所有纖維都被剪斷，而是存在部分彎斷現象，即式(14)在計算90°纖維方向的剪切角時存在偏差，這是90°預測誤差平均值最大的原因。

由于在熱塑性復材銑削加工中，纖維方向角、切削速度和進給量對熱分配比例系數和工件溫度有著不同的影響，下面將對此進行具體闡述。

3.2 熱塑性復材纖維方向對工件溫度的影響

本文以4 種典型纖維方向為例，探究纖維方向角對工件溫度的影響。實驗結果如圖12 所示，在同等工藝參數下，90°和135°纖維方向的工件溫度明顯高于0°和45°，其中90°溫度最高。由實驗數據可知，加工90°單向纖維板時切削力明顯高于其他方向，即切削力做功更多，產生的熱量更多。

圖12 纖維方向角對工件溫度((a)～(c))和熱分配比例系數((d)～(f))的影響：((a), (d)) v=100 m/min，fz=0.05 mm/r；((b), (e)) v=200 m/min，fz=0.05 mm/r；((c), (f)) v=100 m/min，fz=0.1 mm/rFig.12 Influence of fiber orientation angle on workpiece temperature ((a)-(c)) and heat partition ratio coefficient ((d)-(f)):((a), (d)) v=100 m/min, fz=0.05 mm/r; ((b), (e)) v=200 m/min, fz=0.05 mm/r; ((c), (f)) v=100 m/min, fz=0.1 mm/r

同時，如圖12(a)～12(c)所示，可以看到，90°纖維方向角時的實驗測溫數據誤差最大，這是由于切削90°纖維方向角的工件時，工件開裂深度較大，熱電偶更容易直接暴露于空氣中，導致溫度測量誤差偏大。對于溫度理論值與實驗測量值的誤差，本文分析原因主要有以下兩點：(1) 實驗中工件及刀具與空氣存在對流及輻射換熱，而理論計算時僅考慮了熱量在刀具、工件及切屑之間的傳導，沒有考慮與空氣之間的對流及輻射換熱；(2) 本文在計算熱量分配比例時，假設塑性變形熱源只傳入工件及切屑，前刀面熱源只傳入切屑及刀具，后刀面熱源只傳入工件及刀具，而實際工況在傳熱時，某個熱源的熱量并非只傳入某些固定區(qū)域，因而導致計算誤差。如圖12(d)～12(f)所示，90°和135°纖維方向傳入工件的熱分配比例系數明顯大于0°和45°方向，因此90°和135°方向的工件溫度明顯高于其余兩個方向。此外，無論纖維方向如何變化，加工中傳入切屑和工件的熱分配比例始終大于傳入刀具的熱分配比例，這與加工熱固性復材時的情況類似[14]。

3.3 熱塑性復材周銑工藝參數對工件溫度的影響

3.3.1 切削速度對工件溫度的影響

如圖13 所示，當周銑加工0°、45°、90°和135°這4 種典型纖維方向的熱塑性復材時，工件溫度隨著切削速度的增大先增大后減小，存在臨界速度值v0。當切削速度增大時，刀具與工件材料接觸頻率增加，摩擦產熱增加；同時，由于切削速度增加，工件材料還未充分發(fā)生變形就被切下，塑性變形產熱減少。塑性變形產熱主要傳入工件及切屑，且傳入切屑的比例要遠大于工件。當切削速度低于v0時，切削速度小，摩擦產熱占主導地位，塑性變形產熱占比減小，傳入切屑的熱量減小，因而工件切削溫度升高；當切削速度高于v0時，塑性變形產熱減少占主導地位，塑性變形產熱占比增加，被切屑帶走的熱量增加，工件切削溫度下降。

圖13 切削速度對工件溫度((a), (b))和熱分配比例系數((c), (d))的影響(fz=0.05 mm/r)Fig.13 Influence of cutting speed on temperature ((a), (b)) and heat partition ratio coefficient ((c), (d)) of workpiece (fz=0.05 mm/r)

當纖維方向角為0°和45°時，傳入工件的熱分配比例系數RCFRTP隨著切削速度的增大整體呈下降趨勢；90°時，RCFRTP先增大后減??；135°時，RCFRTP先減小后增大。由式(20) 和式(22) 可知，當切削速度v增大時，塑性變形產熱傳入切屑比例R1和前刀面摩擦傳入切屑比例R2均增加，即加工過程中切屑帶走的熱量比例上升，傳入工件的熱分配比例下降。

實驗結果分析可知，在熱塑性復材周銑加工中，采用大的切削速度可以降低工件溫度和傳入工件的熱分配比例系數，提高加工效率。

3.3.2 進給量對工件溫度的影響

圖14 為進給量對工件溫度的影響?？芍?，周銑加工纖維方向角為0°和90°的熱塑性復材時，隨著進給量增大，工件溫度呈下降趨勢且變化顯著，傳入切屑的熱分配比例系數Rchip增大，RCFRTP減小。造成這種現象的原因是，隨著進給量的增加，材料去除率增加，切屑變厚，單位時間內切屑帶走熱量增多，切屑熱分配比例系數Rchip增大。同時由于刀具材料的比熱容遠遠小于熱塑性復材的比熱容，在加工過程中，刀具很快達到熱平衡，Rtool基本保持不變。因此，在實際加工中可以通過適當增大進給量，減小傳入工件的熱分配比例，降低工件溫度。

圖14 進給量對工件溫度的影響：(a) 0°；(b) 90°Fig.14 Influence of feed rate on temperature of workpiece: (a) 0°; (b) 90°

對于溫度計算誤差，不論是0°還是90°纖維方向角，當進給速度較大時，溫度計算誤差較小，當進給速度較小時，溫度計算誤差較大。這是由于當進給速度較小時，工件與刀具之間的接觸時間較長，摩擦較充分，切削力及工件變形也較大，導致誤差偏大；而當進給速度增大時，工件與刀具之間的接觸時間較短，工件材料還未充分變形就被切下，導致摩擦及變形較小，誤差較小。

4 結 論

建立了一種慮及纖維方向的熱塑性復材熱分配比例計算模型和周銑溫度預測模型，用于預測熱塑性復材周銑加工中的工件溫度，并基于此討論了纖維方向角、切削速度和進給量對熱分配比例系數和工件溫度的影響，總結如下：

(1) 經實驗驗證，模型的平均預測誤差低于11.5%。其中，90°的預測誤差平均值最大，為13.3%；

(2)在同等工藝參數下，90°和135°纖維方向傳入工件的熱分配比例系數和工件溫度明顯高于0°和45°。此外，無論纖維方向如何變化，加工中傳入切屑和工件的熱分配比例始終大于傳入刀具的熱分配比例；

(3) 切削速度和進給量對工件溫度有顯著影響。具體而言，隨著切削速度的增大，工件溫度呈先上升后下降趨勢，臨界值在100 m/min 附近；在進給量不超過0.1 mm/r 的范圍內，進給量增大，工件溫度呈下降趨勢，當進給量由0.01 mm/r 增大到0.1 mm/r 時，銑削溫度下降40%以上。