基于质量流量优化的超临界CO2辅助切削加工热平衡研究

来源：机械工程学报杂志2024年第19期北京时间：

作者：朱利斌, 王英, 聂帅帅, 黄海鸿, 刘志峰

单位：1. 合肥工业大学机械工程学院 合肥 230009;2. 合肥工业大学机械工业绿色设计与制造重点实验室 合肥 230009

摘要：低温切削技术良好的制冷效果使其在难切削材料加工中逐渐得到应用，而在不同切削参数下基于低温流体参数进行切削区与射流场热平衡调控的研究甚少。针对超临界CO2辅助切削加工热平衡调控问题，将切削区及射流场视为一个热力学系统，从连续时域的角度分析了系统的物质和能量的输入输出，即超临界CO2的焓变和切屑的能量变化。进而基于CO2热物性、金属切削原理和热力学理论，提出了变切削速度情况下，基于射流质量流量的切削区及射流场热平衡调控方法。通过不同质量流量下的相关实验，验证了基于质量流量热平衡调控方法的可行性。实验结果表明该热平衡调控方法能够加快切削区及射流场的热平衡过程，且不同切削速度下的切削区温度、主切削力、表面粗糙度至少分别降低了7.8%、7.9%、7.1%。

关键词：超临界CO2,热平衡,质量流量,Ti-6Al-4V；