一种液氮低温车削刀具温度场建模方法技术

本发明专利技术公开一种液氮低温车削刀具温度场建模方法，所述方法包括以下步骤：1)分析液氮低温冷却流体物理模型，建立刀具表面对流传热系数的数学模型；2)选取刀具材料和工件材料进行液氮板材喷射实验，获取液氮冷却实验温度数据；3)采用CFD模型进行液氮冷却流体仿真，获取液氮冷却仿真温度数据；4)对比液氮冷却实验温度数据和仿真温度数据，调整CFD模型中流体气、液相比例，使仿真值与实验值一致，从而确定对流传热系数；5)利用所得对流传热系数进行液氮低温车削刀具温度场有限元仿真并进行实验验证。本发明专利技术提供的方法能够得到液氮低温冷却流体气、液相比例，确定对流传热系数，实现液氮低温车削刀具温度场建模，为相关研究提供理论支持。

【技术实现步骤摘要】
一种液氮低温车削刀具温度场建模方法
本专利技术涉及切削加工和刀具
，特别涉及一种液氮低温车削刀具温度场建模方法。
技术介绍
液氮低温切削有利于提高材料的可加工性，保证较好的已加工表面质量，提高具寿命，相比传统加工方式，低温冷却加工具有一定的优势，可以体现在如下四个方面：低温能够使加工材料产生低温脆性现象，有利于切屑的折断，改善难加工材料的可加工性；低温冷却有效降低了切削区域的温度，改善工件表面质量的同时也减少了刀具氧化磨损，提高了刀具寿命；在高速切削中采用低温冷却可减少刀具失效，减少换刀次数，可以提高加工制造效率；采用液氮等低温介质能够避免切削液对环境造成污染，加工过程绿色环保，同时避免了繁琐的清理工作；目前，国内外已经有相关人员对低温切削的切削热、切削力、切屑形态等方面进行了一定的研究工作，主要是低温切削实验研究，但是对于液氮低温冷却加工中刀具表面温度场的理论研究工作较少；当液氮喷射到刀具上时，二者之间的传热过程错综复杂，需要综合考虑传热方式及液氮物理特性对其影响作用，因此，本专利技术提出一种液氮低温车削刀具温度场建模方法，为液氮低温车削刀具温度场研究提供理论支持。专利技术内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液氮低温车削刀具温度场建模方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤一分析液氮低温冷却流体物理模型，建立刀具表面对流传热系数的数学模型；步骤二选取刀具材料和工件材料进行液氮板材喷射实验，获取液氮冷却实验温度数据；步骤三采用CFD模型进行液氮冷却流体仿真，获取液氮冷却仿真温度数据；步骤四对比液氮冷却实验温度数据和仿真温度数据，调整CFD模型中流体气、液相比例，使仿真值与实验值一致，确定对流传热系数；步骤五利用所得对流传热系数进行液氮低温车削刀具温度场有限元仿真并进行实验验证。

【技术特征摘要】
1.一种液氮低温车削刀具温度场建模方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤一分析液氮低温冷却流体物理模型，建立刀具表面对流传热系数的数学模型；步骤二选取刀具材料和工件材料进行液氮板材喷射实验，获取液氮冷却实验温度数据；步骤三采用CFD模型进行液氮冷却流体仿真，获取液氮冷却仿真温度数据；步骤四对比液氮冷却实验温度数据和仿真温度数据，调整CFD模型中流体气、液相比例，使仿真值与实验值一致，确定对流传热系数；步骤五利用所得对流传热系数进行液氮低温车削刀具温度场有限元仿真并进行实验验证。2.根据权利要求1所述的一种液氮低温车削刀具温度场建模方法，其特征在于对液氮喷射过程刀具表面附近的流体运动规律进行分析，定义流动边界层和热边界层，建立特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘二亮，安文昭，邓爽，魏旭东，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23