3DModelingSimulationandExperimentalResearchofHigh-speedEndMillingCutterunderThermo-mechanicalCoupling

《3DModelingSimulationandExperimentalResearchofHigh-speedEndMillingCutterunderThermo-mechanicalCoupling》是一篇关于高速端铣刀在热-机械耦合条件下的三维建模、仿真与实验研究的学术论文。该论文旨在探讨高速端铣过程中，由于切削温度和机械应力共同作用下，刀具的性能变化及其对加工质量的影响。通过结合数值模拟与实验验证，论文为提高高速切削效率和刀具寿命提供了理论依据和技术支持。

在现代制造业中，高速切削技术被广泛应用，以提高生产效率和加工精度。然而，高速切削过程中产生的高温和强烈的机械振动会对刀具造成显著影响，导致刀具磨损加剧、寿命缩短，甚至可能引发刀具断裂。因此，研究高速端铣刀在热-机械耦合条件下的行为特性，对于优化切削参数、改善刀具设计以及提升加工质量具有重要意义。

该论文首先介绍了高速端铣刀的工作原理和结构特点，并分析了在高速切削条件下，刀具所承受的热载荷和机械载荷之间的相互作用。论文指出，在高速切削过程中，由于切削速度较高，切屑变形剧烈，导致切削区域产生大量热量，进而引起刀具温度升高。同时，由于切削力较大，刀具还受到强烈的机械应力作用。这种热-机械耦合作用使得刀具的材料性能发生变化，从而影响其使用寿命和加工效果。

为了深入研究这一问题，论文采用有限元方法建立了高速端铣刀的三维热-机械耦合模型。该模型考虑了刀具材料的热传导特性、热膨胀系数以及机械应力分布等因素，能够较为准确地模拟实际切削过程中的温度场和应力场变化。通过数值仿真，论文分析了不同切削参数（如切削速度、进给量和切削深度）对刀具温度和应力分布的影响，并提出了优化切削参数的建议。

除了数值仿真，论文还进行了实验研究，以验证仿真结果的准确性。实验部分采用了高精度的测温设备和应变测量系统，对高速端铣刀在不同切削条件下的温度和应力进行了实时监测。实验数据与仿真结果进行对比后，发现两者具有较高的吻合度，表明所建立的模型能够有效地反映高速端铣刀在热-机械耦合条件下的实际行为。

此外，论文还探讨了刀具材料的选择对热-机械耦合性能的影响。研究结果表明，选用具有良好热稳定性和抗疲劳性能的刀具材料，可以有效提高刀具在高温和高应力环境下的使用寿命。同时，论文还提出了一些改进刀具设计的建议，例如优化刀具几何形状、增加冷却系统等，以进一步降低热-机械耦合带来的不利影响。

综上所述，《3DModelingSimulationandExperimentalResearchofHigh-speedEndMillingCutterunderThermo-mechanicalCoupling》这篇论文通过理论分析、数值仿真和实验验证，全面研究了高速端铣刀在热-机械耦合条件下的性能表现。研究成果不仅有助于理解高速切削过程中刀具的行为机制，也为优化切削工艺、提高加工效率和延长刀具寿命提供了重要的理论支持和技术指导。