[发明专利]微量润滑切削区流场数值模型构建方法

摘要

一种微量润滑切削区流场数值模型构建方法，包括以下步骤：建立切削二维或三维模型；对模型进行网格划分；将完成网格划分的模型导入仿真软件，在定义入口条件和出口条件后使用稳态流场计算方法进行仿真；建立运动模型和切削热模型并转化为仿真软件可识别语言；选择合适的喷嘴模型和壁膜边界模型；将上述模型导入稳定流场并使用非稳态计算方法进行仿真，从而得到速度场分布、压力场分布、温度场分布、雾滴直径与雾滴速度。本发明能够取得微量润滑在切削时对切削区的流场影响，以及微量润滑对工件和刀具内部的温度场影响，为微量润滑系统设置提供依据，同时可用于微量润滑系统参数优化。

主权项

一种微量润滑切削区流场数值模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，建立切削二维或三维模型，该模型包括喷嘴、工件、刀具和切屑；第二步，对第一步所建模型划分网格，并对网格进行细化且定义切削区的线网格尺寸；第三步，将完成网格划分的模型导入仿真软件，首先使用稳态流场计算方法仿真只有空气质量入口和压力出口的仿真模型；第四步，建立刀具切削工件生成切屑的运动模型，并将该运动模型编写成仿真软件可识别的计算机语言格式；第五步，建立微量润滑条件下的切削热模型，该切削热模型包括热源且与运动模型进行耦合，将该切削热模型编写成仿真软件能够识别的计算机语言格式；第六步，选择合适的喷嘴模型作为微量润滑雾滴生成源，该喷嘴模型必须选择与实际相符的喷嘴类型；第七步，选择合适的工件与刀具边界条件，即选择能够符合微量润滑切削区情况的壁膜边界模型；第八步，确定上述模型后，在得到稳定的连续相结果中加入离散相模型，并相应加入运动模型、切削热模型、喷嘴模型和壁膜边界模型，使用非稳态模型进行计算；第九步，取得仿真结果，重点考察微量润滑条件下切削区域的流场分布，包括速度场分布、压力场分布、温度场分布、雾滴直径和雾滴速度，为微量润滑系统设置提供依据，同时用于微量润滑系统参数优化。