杨 洋，李金良，周 亮

(吉林大学 a.工程训练中心；b.材料科学与工程学院，长春 130012)

0 引言

车削过程中产生的切削热严重影响切屑变形机理、接触摩擦力、刀具磨损机制、刀具使用寿命、加工表面的完整性以及加工误差，因此切削热的划分以及温度分布成为金属切削过程的一个研究热点[1-4]。以此为出发点，由于金属切削变形区域的温度在位测量比较难以实施，很多经验模型、数值模型和解析模型被提出来预测切削温度。最早的切削热模型在上世纪初由Taylor提出，在此模型中还提出了一个被广泛运用的刀具寿命经验公式，将刀具使用寿命与切削速度或者切削温度联系起来，经验模型基于高速钢切削实验数据建立起来，但是模型的适用性仅局限于实验数据的范围内。

数值模型作为解决复杂切削问题的常用工具，在此问题上被用于确定切削过程中的切削热与温度分布。Usui 采用能量方法应用有限差分方法来预测连续切削的稳态温度分布，推导出刀具前刀面磨损与温度计应力的关系[5]。Puls提出一种耦合欧拉-拉格朗日有限元模型来仿真切屑变形和计算正交切削中刀具-工件-切屑的温度和热分布[6]。这类数值模型精度依靠工件材料本构模型，计算方法和边界条件，通常求解比较费时。

解析模型能够对潜在的物理机制提供更好的理解途径，目前已经有很多解析模型被提出来预测金属切削变形区的温度分布[7]。Klocke等提出了一种新的基于潜在理论的解析模型来研究金属切削过程中的温度分布[8]。……