研究中对关于切削温度和切屑折断方面新型内冷式高压冷却车刀的切削性能进行了仿真和实验分析。研究结果表明,在切削过程中喷射的高压冷却液可以最大限度地带走刀-屑-工件系统中的热量,使冷却更高效,还可以通过改变润滑摩擦条件和剪切角度(剪切性能)来改善切削状况,迫使切屑卷曲折断并强烈控制切屑的形成。最终在高压射流的热效应和机械效应的综合作用下,改善切削温度的同时得到较小弯曲半径的碎屑,从而增强了切削过程中的工艺稳定性和加工安全性。

随着钛合金的广泛应用,改善其切削加工性、提高加工表面完整性的试验研究也已得到广泛重视,但对该过程的仿真分析尚不成熟。通过Deform 3D仿真软件建立有限元仿真模型,模拟钛合金Ti-6Al-4V在干切削、普通冷却及高压冷却环境下的车削过程,研究切削环境对切削力、切削温度等加工过程量的影响,获取已加工工件距离加工表面不同深度的残余应力分布,分析高压冷却对钛合金Ti-6Al-4V加工表面残余应力的影响规律。通过钛合金Ti-6Al-4V车削试验测量切削力及刀具表面切削温度,并与有限元仿真模型对比,以验证其可靠性。仿真结果表明：随着切削液压强的增加,切削力增加,刀具表面切削温度降低,高压冷却可有效增强切削液的冷却作用。干切削时,已加工表面（d2=0）为残余拉应力;随着切削液压强的增加,已加工表面残余应力状态逐渐由残余拉应力向残余压应力...

针对钛合金切削加工难度大的特点,介绍了高压冷却润滑系统的优点和设计原则,利用高压冷却的优势来延长刀具寿命、控制切屑成形、提高切削速度和提高工件表面质量,进而提高生产效率。文中还介绍了液氮冷却的特点以及使用过程中应考虑的几点问题。

文章主要以XKC数控车床为研究对象,设计了一种新型高压冷却系统,包括系统的组成、工作原理及其关键部件的设计计算。利用计算机辅助设计建立三维模型,根据装配要求制造出样机并进行了车削实验。实验结果表明该系统与常规冷却方式相比,其优点在于高压冷却系统可将切削液精准地喷射到热影响区,使其最大限度的带走切削区域的热量,从而达到快速冷却的目的。高压冷却系统还具有独特的断屑能力,使得切屑由带状断裂为小段,避免了零件加工的缠屑现象,从而提高了零件的表面质量和生产效率,因此具有广阔的应用开发前景。