高速切削温度的二维热传导模型建立及求解

范晶晶¹，汪木兰²，左健民³，冯勇⁴

1. 常州大学机械工程学院2. 南京工程学院先进数控技术江苏省高校重点建设实验室3. 江苏理工学院4. 南京工程学院机械工程学院

摘 要：在高速加工过程中,切削热的产生将影响工件加工表面的质量和刀具寿命,分析切削温度的分布对研究切削机理及工艺参数的优化有着重要意义。基于传热学和金属切削理论建立了高速车削温度的热传导模型,结合切削过程中的边界条件和初始条件,应用数学解析法推导出二维热传导方程的解,利用求解导热逆问题的方法估算边界条件。实验中采用人工热电偶测量切削温度,根据测得的刀具内部点的温度值计算出表面热流,进而通过MATLAB软件仿真得到切削温度场,并利用红外热像仪的测量结果进行试验验证。

关键词：高速加工;热传导模型;切削温度;