硬质合金涂层车刀稳定温度场仿真研究

简介

刀屑接触界面的温度分布尤其是刀具最高切削温度对刀具磨损研究至关重要,而相对稳定的温度场是获得客观可靠模拟结果的必要前提,但在切削仿真过程中稳定温度场的获取存在周期长、不稳定等难题。针对上述问题,文章基于切削仿真平台,探寻硬质合金涂层车刀切削过程刀具温度场达到相对稳态时的传热学条件。采用修正的拉格朗日算法和局部网格重划分技术对该切削过程进行有限元仿真,重点关注并揭示刀具与工件间的总传热系数和刀具与周围环境间的对流换热系数对切削仿真温度分布的影响规律,从而获得给定切削条件下的优选方案。研究发现,当刀具与工件间传热系数取为1500k W/（m2k）,刀屑界面与周围环境的对流换热系数取为15k W/（m2k）时,＂刀具-工件-空气＂三者可迅速达到基本热平衡状态,并获得相对稳定的刀具温度场。