刀-屑接触区摩擦状态的国内外研究概况及意义国外研究概况近年来，随着计算机技术不断发展创新。发明了很多研究金属加工过程的新办法，其中有限元分析是一种非常实用的分析方法。同时，也随之的有了很多有限元模拟软件。Usui 等人首次将低碳钢的流动应力假设为应变、应变率和温度的函数，用有限元法模拟积屑瘤在连续切削中的产生，并且在刀具和切屑的接触面上采用了库仑摩擦模型，整个切削过程的模拟利用正应力、摩擦应力和摩擦系数的关系等[13]。Halil Bil 等人分别用 Msc.March 和 DEFORM-2D 软件建模模拟切削过程，将模拟得到的结果与实验结果进行了对比，分析了这两种有限元软件在切削模拟中的优缺点，指出 DEFORM 软件在处理高温大变形上的优越性以及在数学模型及准则选取上的优势[13]。49806

国内研究概况

近年来，国内对金属切削过程已经进行的很深入的研究，但在摩擦方面却一直存在问题无法解决。为了解决这个问题，人们采用各种方法，进行大量的实验，用实验和理论相结合进行大量的分析，取得了一些成果。哈尔滨工业大学的董申等人基于更新的拉格朗日公式，建立了热-机械耦合的平面大变形的正交切削模型，并根据此模型，对金刚石车削过程中的摩擦问题进行了有限元仿真，对仿真所得的切削力与实验结果进行了比较[17]。并得出单纯的滑移摩擦不能准确的描述刀-屑实际摩擦状态的结论。在刀-屑接触面上，还存在切屑的一些力学性能的粘结摩擦论文网。在滑移摩擦接触区内，摩擦系数是恒定的；在粘结摩擦接触区内，剪切摩擦力是恒定的。为了解决模拟过程中滑移和粘结两种情况下存在的剪切摩擦力的突变问题，作者采用反正切函数来解决粘结与滑移之间剪切摩擦应力的突变。江苏大学的卢树斌等人用Deform有限元软件模拟了高速的正交金属切削过程，在刀-屑摩擦表面上建立库仑摩擦模型同时建立粘结-滑移摩擦模型，将切削力与吃刀抗力的实验结果进行比较，可以得出粘结-滑移摩擦模型比库仑摩擦模型更符合实际的摩擦模型。

 存在的问题及研究意义

      目前，在用有限元模拟分析刀屑接触摩擦状态过程中主要遇到了两个影响因素，至今都未解决。一个因素是工件材料的流动应力特性：另一个因素是刀-屑接触区的摩擦模型。切削过程中刀-屑接触区摩擦的研究进展缓慢，这是因为在金属切削过程中，刀-屑接触区内的相互作用较大，高温度、大变形、高变形率，使刀-屑接触区的摩擦状态非常复杂，实验数据很难测量，刀-屑摩擦的条件不好控制。同时，刀-屑接触区摩擦的基本理论不够踏实也不是深入，刀-屑接触区的粘结摩擦区和滑移摩擦区的理论分界因素及影响关系没有合理的解释。