高速切削机理的研究作为高速切削技术的理论基础,是高速切削技术应用和发展的基石。在高速切削机理研究中,切削温度的研究是至关重要的,高速切削温度的分布及其变化规律是高速切削工艺分析的主要依据之一,具有重要的理论意义和实际应用价值。本文结合全国优秀博士学位论文作者专项资金(200231)及山东省优秀中青年科学家科研奖励基金资助项目(02BS074),从金属切削原理入手,建立了金属切削加工的有限元模型,提出了高速切削加工有限元模拟的研究目标和技术路线,对高速切削加工过程中温度场的产生与分布进行了研究。 基于高速切削原理,建立了金属切削加工的有限元模型,对有限元模拟所涉及的网格划分、切屑形成以及分离准则等一些关键技术进了深入研究。通过改变刀具的几何参数以及切削参数,实现了不同切削条件下切削过程的系列模拟,研究并分析了高速切削条件下温度场的分布情况。 在深入研究高速切削条件下的锯齿状切屑形成机理的基础上,利用通用有限元软件中的断裂准则对锯齿状的形成过程进行了模拟,并与低速切削时形成的连续带状切屑相比较,分析了工件材料、切削速度等对切屑形成的影响以及切削区温度场的分布情况。 另外利用半人工热电偶中的夹丝法进行了相应的高速切削实验,对切削温度随切削参数的变化规律进行了实验研究。最后对全文进行了概括总结,并对有待进一步研究的内容进行了展望。