基于Fluent的涂层刀具切削热传导研究

切削过程中,第二变形区刀具前刀面和切屑底部摩擦产生的热量通过刀—屑接触面流入到刀具体中,进而引起刀具温度的升高,过高的刀具温度会降低刀具强度,缩短刀具寿命。本文基于Fluent固体能量方程构建刀—屑接触面传热有限元模型,探讨涂层刀具在切削H13淬硬模具钢时涂层材料、涂层厚度和刀—屑实际接触面积对刀—屑接触面传热的影响规律。研究结果表明:在相同的刀—屑接触面温度和相同的涂层厚度条件下,Al2O3涂层对切削热传导的阻碍作用最为明显;涂层越厚,则刀—屑接触面处温差越大,较厚的刀具涂层能够有效降低刀具体内温度;刀—屑的不完全接触对刀—屑接触面处的热传导影响较大,随着刀—屑实际接触面积的减少,刀—屑接触面处的温差逐渐增加,减小刀—屑实际接触面积有利于降低刀具体内温度。