用解析法计算高速切削单涂层刀具瞬态温度分布

为研究涂层在切削中对刀具温度的影响,为设计刀具涂层提供理论依据,分析高速切削过程中切削热的产生和刀具边界情况,建立单涂层刀具热传导物理模型和数学模型,用数学解析的方法推导出正交高速干切削过程中单涂层刀具体内部的温度分布公式。利用推导出的温度公式对TiN、TiC、Al2O3涂层刀具的切削温度分布进行解析计算,并将解析计算结果与数值分析结果进行比较。结果表明,解析计算结果与数值计算结果吻合很好;涂层材料与基体材料的热物理性能以及涂层的厚度对刀具的温升有重要影响;随着热流密度的增加,涂层厚度对刀具内部的温度影响增大。