Deform-3D强化冷却润滑条件下外圆车削的数值模拟

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摘要强化冷却润滑技术是指通过使用热交换率较高的切削介质的方式，改善切削加工过程中的冷却润滑效果的辅助加工手段。本次课题对不同切削介质条件下车削加工过程中的强化冷却润滑效果进行模拟，从而确定最为有效的切削介质。传统研究方式需要进行大量的实验并处理大量的数据，从而消耗大量的时间，且成本较高，但结果的准确性却难以保证。而通过Deform-3D商用有限元分析软件进行数值模拟的方式可以有效的降低实验所需的时间和成本，并得到较为符合实际情况的实验结果。因此，通过数值模拟的方式进行强化冷却条件下的外圆车削模拟的研究，具有经济性和准确性上的优势，可以初步确定对外圆车削最为有效的切削介质，为新型绿色切削技术在实际生产中的运用起到参考价值。52563

毕业论文关键词：强化冷却润滑；绿色切削；Deform-3D

Abstract Enhanced cooling and lubricating technology refers to the cutting assist method by using the high rate heat transfer, to improve the effect of cooling and lubrication in the process of machining. This research focus on the process of cutting processing under the conditions of different heat transfer to contrast the effect of cooling and lubrication, to determine the most effective cutting transfer. Traditional research method needs a large number of experiments and process a large amount of data, and thus wastes large amounts of time, and cost is very high，but it cannot ensure the results is right. Using the numerical simulation method by commercial finite-element analysis software Deform-3D can effectively reduce the required time and cost, and get more reality experimental results. So this research of cylindrical turning under enhanced cooling and lubricating conditions by using numerical simulation, has advantages of economical efficiency and accuracy, can preliminary determine the most effective cutting transfer, give advise to the new green cutting technology in actual use.

Keywords:enhanced cooling and lubricating；green cutting technology；Deform-3D

第一章绪论1

1.1 研究背景-1

1.2 绿色加工技术的研究现状-2

1.2.1 干式切削技术2

1.2.2 微量润滑技术3

1.2.3 冷风切削技术3

1.2.4 水蒸气润滑技术4

1.3 有限元模拟的研究现状-5

1.3.1 切削参数优化-5

1.3.2 锯齿形切屑的形成机理-6

1.3.3 强化换热-6

第二章强化冷却润滑的原理分析-7

2.1 强化冷却的原理分析-7

2.2 强化润滑的原理分析-8

第三章外圆车削模型的建立9

3.1 几何模型的建立9

3.2 切削参数的设置-10

3.3 网格的划分-10

3.4 冷却润滑条件的确定-13

3.5 材料物性参数的设置-14

第四章结果分析17

4.1 切削力的分析-17

4.2 切削温度的分析-22

结论与展望30

致谢32

参考文献-33

第一章绪论

1.1 研究背景

切削加工是传统制造业中获得零件的最主要的手段，在切削加工的过程中，机床、刀具和辅助加工手段的水平高低直接影响加工质量的好坏。随着科学技术的发展，人类社会的进步，人们对于零件的精度要求也随之提高，传统的加工手段所生产的零件已经越来越难以保证现代工业生产所需的精度要求，为此，切削加工技术发生了数次变革。

首先，数控机床的出现和应用到极大的提高了机床的加工能力。数控机床以其适应性强、精度稳定、可进行多座标联动的特点较好的解决了精密、复杂、小批量、多品种零件加工的问题，并以其较高柔性和效能并逐渐取代了各种专用机床，在工业生产中得到了广泛的应用。其次，现代刀具的出现极大的提高了刀具的工作效能。为了适应机床结构的进步，现代刀具的材料、结构和生产工艺得到了极大的改进。刀具的几何角度的优化、切削用量的合理化以及刀具表面涂层技术的进步切实有效的提升了刀具的切削能力。