涡流管冷却切削模型

切削力预测精度近九成

将涡流管冷却流体直接纳入切削仿真，实现镍基高温合金切削力与温度的高精度预测，揭示冷气流对刀具前刀面对流换热的增强机制。

蒙臻 · 76781531 · Zhongyue, Su · 倪敬 · 76781532 · 朱泽飞 · 74622908

Journal of Manufacturing Processes 2025

参数信息

切削力预测精度

89.74 %

切削温度预测精度

91.24 %

技术优势

用力/温度预测都有九成左右

涡流管冷却下，模型对切削力的预测准确率达到 89.74%，对切削温度达到 91.24%。

能把冷却气流直接算进仿真

通过引入流体活跃的欧拉空间与分步耦合，实现了涡流管冷却流体模型与切削热机械模型的深度融合，而非简单等效为边界条件。

刀具前刀面换热更强

冷气流在刀具前刀面产生高流速和高湍流，伴随显著温差，平均换热系数明显高于干切削。

应用场景

• 航空发动机制造：预测涡流管冷却下高温合金切削力与温度，优化航发零件工艺参数。
• 切削加工仿真：提供多物理场耦合模型，提高切削仿真在流体冷却下的预测精度。
• 航空材料加工：阐明冷气流对刀具前刀面对流换热的增强机制，指导航空材料冷却加工。