切削加工是機(jī)械制造業(yè)最基本、最常用的加工方法之一。切屑形成和摩擦產(chǎn)生的切削熱始終貫穿著整個(gè)切削過程。由于工件、刀具和切屑彼此相互關(guān)聯(lián)，切削熱會(huì)在這些介質(zhì)中傳播和擴(kuò)散：其一會(huì)使得刀具的溫度升高，對(duì)刀具壽命影響是非常巨大的；其二也會(huì)使得工件的溫度升高，對(duì)工件的加工質(zhì)量和表面質(zhì)量的影響也是不容忽視的。因此，為了減少刀具磨損、延長刀具壽命、保證加工安全、提高加工質(zhì)量，研究切削熱具有重要的實(shí)際意義。特別是對(duì)切削過程中時(shí)變的切削溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)在線測量和監(jiān)控又是其中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。

在機(jī)械制造業(yè)中，切削溫度的獲取主要有理論和實(shí)驗(yàn)兩種方法。迄今為止，實(shí)驗(yàn)方法中的溫度測量主要包括接觸式測量和非接觸式測量。其中，接觸式測量方法具有測量精度高、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，因而成為應(yīng)用時(shí)間最長、范圍最廣的測量方法之一，也是目前進(jìn)行切削溫度在線測量中最成熟的方法。由于接觸式測量需要安裝熱電偶并要對(duì)信號(hào)進(jìn)行引出，因此在某些情況下會(huì)存在熱電偶安裝受限和信號(hào)引出困難等諸多問題。接觸式測量方法主要包含有自然熱電偶法、人工熱電偶法、半人工熱電偶法等。其中，自然熱電偶法主要用于測量切削區(qū)域的平均溫度，不能測量指定點(diǎn)的溫度；人工熱電偶法和半人工熱電偶法可以測量指定點(diǎn)的溫度，但通常需要在刀具上打孔將熱電偶埋設(shè)焊接其中，而打孔往往存在困難且會(huì)導(dǎo)致刀具結(jié)構(gòu)及溫度場的改變。另外，熱電偶法需要對(duì)刀具進(jìn)行特殊加工，甚至改造主軸結(jié)構(gòu)，以便將隨刀具旋轉(zhuǎn)的熱電偶的輸出信號(hào)發(fā)送到外部進(jìn)行處理。然而，隨著機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速越來越高，這種方法越來越難以實(shí)現(xiàn)。即使現(xiàn)今較為流行的薄膜熱電偶的興起，也都很難避免上述需要解決的問題。

非接觸式測量方法主要有紅外測溫法、光導(dǎo)纖維測溫法和發(fā)射吸收光譜法，另外也有應(yīng)用激光干涉法、多光譜輻射測溫法等。在切削測溫領(lǐng)域，紅外測溫法因其非接觸、易得到被測物體溫度場分布、信號(hào)引出方便等優(yōu)點(diǎn)，而得以廣泛應(yīng)用。但紅外測溫法因受加工環(huán)境影響過大而尚未達(dá)到實(shí)用階段，并且分辨率往往過低；光纖測溫的分辨率也同樣很低，僅達(dá)到2°C，還涉及到光學(xué)通路，且整體設(shè)備的體積較為龐大；激光干涉法是利用激光干涉條紋移動(dòng)的數(shù)目與溫度成正比的原理來實(shí)現(xiàn)溫度測量，但測量范圍過窄；多光譜輻射測溫法是根據(jù)多波長下被測物體輻射強(qiáng)度的測量信息來獲取其真實(shí)溫度，但未見其在銑削切削溫度測量方面得到應(yīng)用。