摘要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加工成本高、污染环境、浪费资源、危害人体健康等负面影响。这种传统加工方式收到越来越多的限制，在提倡绿色制造的今天，绿色切削成文制造业的必然趋势。绿色切削加工技术是一种充分考虑环境和资源问题的加工技术，它要求在整个加工过程中做到对环境的污染最小和对资源的利用率最高。目前国内外对绿色切削的研究主要集中在干式切削、低温切削、绿色湿式切削等几个方面。冷风切削作为绿色切削的一种，具有高效，低成本，污染小等优点，有着广泛的研究前景，本文就冷风正交切削的有限元模拟，着重研究了冷风切削的特点，工艺要求，以及切削过程中，模拟方式，冷风温度，换热系数对模拟结果的影响。50272

毕业论文关键词：绿色切削；冷风；有限元模拟

Abstract Machining is the most commonly used means of processing, manufacturing traditional machining need to use a large amount of cutting fluid, the processing method there are tooling cost is high, the environmental pollution, the waste of resources, the harm to human health, such as negative influence. The traditional processing way received more and more restrictions, in today's advocating green manufacturing, green cutting written to the inevitable trend of manufacturing industry. Green cutting technology is a kind of fully considering environmental and resource problems of processing technology, it demands in the whole process do minimum pollution to the environment and the highest utilization rate of resources. The study of green cutting in our country mainly in dry cutting, cryogenic cutting and green wet cutting. Cold air as a kind of green cutting, cutting with high efficiency, low cost, less pollution, has a broad prospect of research, in this paper, the cold wind of orthogonal cutting finite element simulation, this paper studies the characteristics of air cooling cutting, technological requirements, as well as the cutting process, the simulation method, the cold air temperature, the heat transfer coefficient on the result of simulation.

Keywords:Green cutting;The cold wind;FEA

目录

第一章 绪论1

1.1研究背景1

1.2冷风切削技术1

1.2.1绿色切削1

1.2.2冷风切削1

1.2.3冷风系统的冷却方式2

1.2.4强化换热的原理3

1.3冷风切削实验研究的现状3

1.3.1国外研究现状3

1.3.2国内研究现状5

1.4金属切削有限元仿真的研究现状6

1.5锯齿形切削的形成机理7

1.6本论文的研究内容8

第二章 冷风正交有限元模型的建立9

2.1 DEFORM软件的功能介绍9

2.2几何模型的建立9

2.3网格划分10

2.4材料属性及参数的设置12

2.5摩擦模型的确定13

2.6冷风的施加方式14

2.7仿真参数的设定16

第三章 仿真结果的分析与讨论18

3.1冷风施加方式对切削过程的影响18

3.1.1冷风施加方式对温度的影响18

3.1.2冷风施加方式对切削力的影响20

3.1.3结果分析20

3.2冷风温度对切削结果的影响21

3.2.1冷风温度对切削温度的影响21

3.2.2冷风温度对切削力的影响22

3.3换热系数对模拟结果的影响23

3.3.1换热系数的改变23

3.3.2换热系数对温度的影响23

3.3.3换热系数对切削力的影响24

结论与展望25

致谢27

参考文献28

第一章 绪论

1.1  研究背景

制造业是工业的基础，而切削加工是制造业最常使用的加工手段，传统切削在加工过程中，刀具跟工件间摩擦，温度较高，刀具磨损强度大，刀具耐用度低，加工表面粗糙，表面质量和精度均不易达到要求。这时需要使用大量切削液，添加切削液一定程度上缓解了上述问题，但是这种加工方法，不可避免的带来很多负面效果，切削液的添加不仅增加了加工成本，废弃的切削液不易回收，浪费资源的同时会带来环境污染，而在使用切削液过程中，也会对人体产生一定的危害，所以这种传统加工方式收到越来越多的限制，在提倡绿色制造的今天，降低成本，保护环境，节约资源已成必然趋势。