数控加工机床内冷刀具热传分析与结构优化

由于切削温度会直接影响工件表面的加工质量以及刀具的使用寿命，为提高切削的加工精度和延长刀具的使用寿命，采用正交试验的方法设计一种数控加工机床内冷刀具的传热性能试验方案。使用ANSYS热-流-固耦合进行数值模拟，分析内冷刀具刀片结构参数和工况参数对切削温度的影响；通过分析传热性能，对刀片结构参数进行优化。结果表明：在试验参数范围内，刀片出液孔径、支液孔径和散热元件个数对刀具切削温度均有影响，刀具切削温度会随着支液孔径和散热元件个数的增大呈迅速下降趋势；在其他边界条件均不变的情况下，优化后的刀具切削温度可降低至177.87℃，大幅延长了刀具的使用寿命并提高了加工精度。