景秀并，林 滨，张大卫

(天津大学先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室，天津 300072)

超精密加工过程涉及到弹性力学、塑性力学、断裂力学以及热力学和摩擦学等[1]．加工表面质量受到刀具形状、切削深度和切削速度等因素的影响．超精密切削过程机理的研究分为理论分析和试验验证[2]．通过试验可以获得切削力的大小、切削温度的分布和已加工表面完整性等．从 20世纪 70年代有限元方法开始应用于研究切削过程以来，国际上对金属切削工艺的有限元模拟逐步深入．澳大利亚悉尼大学和美国Auburn大学对有限元分析正交切削工艺中的切屑分离准则做了深入的研究[3-4]；Woona等[5]利用有限元研究了超精密切削过程中刀尖半径对切削力和切屑形成的影响；Anurag等[6]利用内部状态变量塑性模型，研究了材料测试模式对难加工材料的影响．我国清华大学和哈工大亦开展了这方面的研究工作[7-8]．通过有限元方法分析切削过程能够获得加工表面位移变化曲线，有利于研究切削过程的机理．

切削加工过程有限元模拟涉及有限元方程的选择、切屑分离标准的确定、刀屑表面接触问题的处理、动态自适应网格技术、适用于大型计算的并行机与网络计算技术等．精密切削过程切削条件对已加工表面完整性有着很大的影响．本文采用 Lagrange有限元方程、修正的JC本构关系和Cockroft-Latham切削断裂标准，建立了精密切削的三维有限元模型．采用此模型研究探讨了刀具几何特……