金属切削理论 模板.doc

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1、江苏科技大学苏州理工学院毕业论文（设计）开题报告概述表论文题目英文：Numericalsimulationofcylindricalturningunderenhancedcoolingandlubricatingconditions中文：强化冷却润滑条件下外圆车削的数值模拟学生姓名孔骏骏专业机械设计制造及其自动化学号0942823316一、选题的目的和意义切削加工是制造业最常使用的加工手段，传统切削加工需要使用大量切削液，这种加工方法存在着污染环境、浪费资源、危害人体健康等负面影响。在提倡绿色制造的今天，减

2、少甚至停止使用切削液已经成为必然趋势。然而，完全摒弃切削液的干式加工效果尚不理想，强化冷却润滑便成了人们的首选。随着人们环保意识的增强，社会可持续发展的需要，以及中国制造走向世界突破“绿色壁垒”的必然要求，强化冷却润滑技术在工业生产中所占的地位越来越重，对其进行研究具有充分的必要性。切削介质对于金属切削过程的影响是多方面因素共同作用的结果，纯实验手段分析强化冷却润滑的效果准确性难以保证，因而使用数值模拟手段，其结果具有一定程度的参考意义。二、国内外研究综述国内外对于强化冷却润滑技术有着雾化冷却润滑切削技术、低

3、温切削、冷风切削，微量润滑等成果，其中微量润滑（MQL）技术是国内外都非常重视一项准干式切削技术。过去认为切削效率越高、切削温升越高，就必须加大冷却剂的用量。然而近期研究成果表明，滥用冷却剂并不能获得最佳的冷却、润滑效果，反而容易对刀具材料构成较强的热冲击。MQL技术通过压缩空气与少量切削液混合形成毫米或微米级的雾状体，喷射在刀具与工件的接触点已达到冷却、排屑及减小磨檫的作用，从而有效的提高了加工质量，同时避免了工件的后期处理，切削可完全回收，不会对环境产生污染。目前，该项技术主要用于铸铁、钢和铝合金上进行钻

4、孔、铰孔和攻丝加工，以及深孔钻削等。冷风切削技术是对微量润滑技术的延伸，也称低温MQL技术，我国在2007年将这项技术列入“十一五”科技支撑计划。冷风切削是一种使用低温空气代替切削液的冷却方法，用一IO~C～一50~C左右的低温气体，混合微量无公害油剂代替切削剂进行润滑、降温和排屑，加工环境非常清洁，切屑无油污、便于回收，也防止了对周边环境的二次污染。金属切削数值模拟是目前最常用的研究方法之一，其中，有限元法应用最广，通过计算机模拟仿真可以得到许多实验难以测得的数据，具有较高的可靠性，同时节省了人力和物力，对

5、于了解切削机理，提高制造水平具有重要意义。运用有限元法模拟金属切削过程始于上世纪80年代，研究成果多来自国外，我国对于金属切削过程三维有限元仿真方面的研究尚处于探索阶段。三、研究内容、预计创新点和难点本次研究的主要研究内容在于建立强化冷却润滑条件下外圆车削的有限元模型，通过有限元模拟，研究强化冷却润滑条件下外圆车削过程中的切屑形成、切削力、切削温度等。利用数值模拟分析切削介质温度、换热系数、润滑条件等对切削加工过程的影响。本次研究在国内尚无成例可依，研究内容均属于探索阶段，在有限云模型的构建以及Deform3

6、D商用有限元软件的使用方面均存在诸多未知之处，只有利用少数来源于国外的资料进行参考，在探索中进行研究。四、研究思路与研究方法国内虽然暂时缺少金属切削过程三维有限元仿真方面的先关资料，但是，已有人开始着手于绿色切削方面的研究，并且构建出了相应函数模型，这些均可以作为借鉴。Deform3D模型的构建首先从定义工程实际问题入手，收集材料的各种数据，生成FEM网格并建立Deform数据库，最后进行模拟仿真。本次研究也应采用相似的研究顺序，首先分析车削过程中的塑性变形，模拟切削力，分析应力、应变、温度的变化，模拟车削过

7、程的规律，从而实现对车削过程的模拟，构建强化冷却润滑条件下外圆车削的有限元模型。五、主要参考文献1.唐志涛，刘战强.金属切削加工热弹塑性大变形有限元理论及关键技术研究[J].中国机械工程，2007，18(6):746-7512.方刚，曾攀.切削加工过程数值模拟的研究进展[J].力学进展，2001，31(3):394-4043.张昌义，顾祖慰.冷风切削技术的发展应用及课题[J].工具技术，2008，42(10):39-424.贾康才，冯可芹，熊计，等．梯度涂层刀片切削过程的Deform仿真［J］．硬质合金，20

8、11，28(3):166－1715.王晓霞、王洪祥.金属切削过程有限元分析的国内外发展现状[J].佳木斯大学学报，2006，24(2):262-2646．赵威，何宁，李亮.强化冷却下正交切削Ti6Al4V合金的有限元分析[J].华南理工大学学报，2006，34(7):40-447．郑光明，赵军，宋新玉，等.陶瓷刀具切削镍基合金的三维数值模拟[J].组合机床与自动化加工技术，2010，3:4-6六、指