切削加工中冷却问题研究与仿真

论文摘要

在生产制造过程中，高速切削以其超高的切削速度、极高的加工精度和良好的表面质量以及对薄壁和难加工材料的加工等方面的优势，获得了广泛的应用，从而促使人们对高速切削系统的各个环节进行研究。冷却是其中的一个方面。冷却问题的研究是非常重要的，它对工件的加工质量和刀具寿命有很大影响。切削液是当前高速切削加工中的主要冷却方式。本文对高速切削加工过程中的冷却问题进行了研究，通过计算机仿真和实验相结合的手段，对切削液的流量等参数对被加工工件表面的温度的影响做了一些基本的研究。研究成果将会对实际生产具有指导意义。 首先，建立高速切削加工的计算机仿真模型，用有限元分析软件对工件的切削温度场进行有限元仿真分析。 其次，在实验过程中，不断改变切削液的流量，通过分析，对比实验数据，可以发现不同的参数对加工工件表面的温度的影响。 最后，对比实验数据和有限元仿真分析的结果，验证计算机仿真的可靠性，建立表面温度与切削液流量等参数之间的经验公式。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 概述
• 1.1.1 高速切削的定义及优点
• 1.1.2 高速切削的机理及关键技术
• 1.1.3 我国高速切削研究现状
• 1.2 高速切削的冷却问题
• 1.2.1 现状与发展
• 1.2.2 干切削
• 1.2.3 微量润滑
• 1.3 研究内容
• 第2章 切削加工中的切削液
• 2.1 前言
• 2.2 切削液的作用
• 2.2.1 冷却作用
• 2.2.2 润滑作用
• 2.2.3 清洗作用
• 2.2.4 防锈作用
• 2.3 切削液的分类
• 2.4 切削液冷却润滑的原理与选用
• 2.5 切削液的废液处理
• 2.5.1 油基切削液的废液处理
• 2.5.2 水基切削液的废液处理
• 2.6 切削液的发展趋势
• 2.6.1 开发新型的高性能、长寿命、低污染型切削液
• 2.6.2 开发传统切削液的替代品
• 2.6.3 干切削
• 2.7 小结
• 第3章 工件表面温度场的实验分析
• 3.1 实验目的
• 3.2 测试方法
• 3.2.1 热电偶测温基本原理
• 3.2.2 热电偶的种类及结构
• 3.3 实验设备和材料
• 3.4 实验结果
• 第4章 工件表面温度场的有限元分析
• 4.1 有限元法的起源与基本思想
• 4.2 有限元软件COSMOSWbrks介绍
• 4.2.1 简介
• 4.2.2 软件的功能
• 4.2.3 热分析
• 4.3 工件表面温度场的有限元分析
• 4.3.1 有限元分析模型的建立
• 4.3.2 加载与求解
• 4.3.3 有限元仿真分析的结果
• 4.3.4 实验数据与仿真结果对比
• 第5章 经验公式的拟合
• 5.1 MATLAB简介
• 5.2 MATLAB的语言特点
• 5.3 数据的最小二乘拟合
• 5.4 显著性检验
• 5.5 数据的拟合
• 5.5.1 每齿进给量对表面温度的影响
• 5.5.2 径向切深对表面温度的影响
• 5.5.3 冷却液流量对表面温度的影响
• 5.6 经验公式的计算
• 5.6.1 根据仿真结果求得的经验公式
• 5.6.2 根据实验数据求得的经验公式
• 5.6.3 所有测量点的经验公式
• 5.7 小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果