金属切削加工是一个复杂的非稳态变化过程,具有大变形、热力耦合作用明显等特征。近百年来,许多学者在这一领域做了大量的工作,对切削加工技术的发展起到了促进作用,现在还有许多不为我们所知的理论需要探索,如切削过程中多因素非线性相互作用机理、基于热力学理论的刀具磨损机理、镗削颤振产生机理等。目前,有限元仿真已能解决金属成形仿真的相关问题,随着有限元分析软件的不断发展和成熟,对金属切削过程的研究已经从单因素试验进入多因素试验,从简单的静态观测进入复杂的动态观测,从宏观研究过渡到微观研究。有限元模拟仿真不仅形象、直观,而且能很好地反映切削过程中各个参数的变化状态。模拟仿真技术的进一步发展,将为金属切削有限元仿真研究带来更广阔的空间。
本书综合作者多年从事金属切削的理论研究成果,借鉴本领域大量国内外文献资料,系统阐述近年来作者在本领域的最新研究成果。全书由8章构成:第1章是全书的绪论,主要考察基于有限元理论的金属切削机理研究的现状,回顾金属切削有限元理论成果及存在的不足,展望发展方向,阐述本书理论研究的基本问题;第2章阐述金属切削基本理论,包括切削力、切削热、表面质量等相关理论问题;第3章进行金属切削有限元理论基本问题的探讨,为后续研究奠定基础;第4章讨论金属切削过程中死区形成机理,包括稳态加工中不同刀尖形态有限元仿真分析,以及摩擦条件对金属切削过程中死区形成影响的有限元分析;第5章开展材料硬化对切屑形成影响的研究;第6章是切屑锯齿化程度研究;第7章研究金属干湿切削加工的有限元仿真问题,通过二维和三维仿真分析,探讨不同切削条件下切削机理,开展已加工表面质量研究;第8章是全书的总结与展望。
本书在成稿过程中得到了国内外同仁的大力支持。著者要特别感谢上海交通大学陈明教授,哈尔滨理工大学刘献礼教授,华侨大学黄辉教授,东北大学朱立达教授等给予的大力帮助。在成稿过程中,高亚运、赵岗、张鹏飞、张嘉嘉、孔超、印佳慧等研究生都做了大量的工作,在此一并致谢。感谢上海工程技术大学学术专著出版基金的资助,使得本书得以出版。
本书可作为机械科学与工程及其相关专业研究生的教材或参考书使用,也可供从事相关领域研究的广大工程技术人员和科技工作者参考。因成书时间仓促,错误之处在所难免,请同行给予批评指正。
著 者
2017年12月