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基于DEFORM 3D的钛合金高速车削有限元仿真
张晓;靳伍银
【期刊名称】《工具技术》
【年(卷),期】2017(51)8
【摘要】应用DEFORM 3D软件对钛合金高速车削进行仿真研究,分析了不同切削参数下切削力和切削温度的规律,研究发现背吃刀量和进给量对主切削力的影响较大,切削力与主切削力变化基本一致,切削速度对主切削力的影响不明显,但后者对切削温度具有显著影响;研究了工件和刀具温度场的变化规律以及工件所受应力和刀具的磨损情况,发现最高温度出现在切削刃邻近2mm区域内,且温度最高处刀具磨损程度最大,工件最大应力在第一变形区和工件接触区邻近。
【总页数】4页(P45-48)
【关键词】DEFORM;3D;切削参数;钛合金;高速车削;有限元仿真
【作者】张晓;靳伍银
【作者单位】兰州理工大学
【正文语种】中文
【中图分类】TG506.1;TH162
【相关文献】
1.基于DEFORM-3D的高速车削加工仿真 [J], 武文革;黄美霞
2.基于DEFORM-3D的钛合金切削过程有限元仿真 [J], 王苏东
3.基于Deform-3D车削钛合金Ti-6Al-4V的加工过程仿真 [J], 陈卓
4.基于Deform 3D的高速车削加工仿真研究 [J], 黄美霞;武文革
5.基于Deform—3D的钛合金车削温度的有限元研究 [J], 何志祥;胡亚辉;尹成君因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于DEFORM软件的刀具磨损对切削力与切削热的影响研究基于DEFORM软件的刀具磨损对切削力与切削热的影响研究摘要：随着工业发展的进步，切削过程中刀具的磨损问题成为工业生产中的重要瓶颈。
针对这一问题，本文利用DEFORM软件进行刀具磨损对切削力与切削热的影响研究。
首先，对刀具磨损与切削力之间的关系进行理论分析，然后利用DEFORM软件进行模拟实验，通过对切削力和切削热的监测与分析，得出了刀具磨损对切削力与切削热的影响。
研究结果表明，刀具的磨损程度与切削力和切削热之间存在密切关系，刀具磨损会导致切削力和切削热的增加，从而影响工件的加工质量和刀具的使用寿命。
本文研究为刀具磨损与切削力、切削热之间关系的深入理解提供了一定的理论基础，并为刀具磨损的控制与优化提供了一定的参考。
关键词：DEFORM软件；刀具磨损；切削力；切削热；加工质量1.引言切削加工作为机械加工的一种常见方式，其切削质量和效率直接影响到工件的质量和加工效率。
而刀具的磨损是切削加工过程中不可避免的问题，会对切削力与切削热产生一定的影响。
因此，研究刀具磨损与切削力、切削热之间的关系对于提高切削加工的质量与效率具有重要意义。
2.刀具磨损与切削力的关系刀具磨损与切削力之间存在着密切的关系。
刀具磨损的形成是由于切削过程中刀具表面与工件表面的摩擦与热膨胀交织作用下，在高温、高压力和高速度的环境下引起的。
随着刀具表面的磨损程度的增加，切削力会逐渐增大。
这是因为刀具磨损会导致切削速度的减小，从而增加刀具与工件表面的接触压力，进而使切削力增大。
3.刀具磨损与切削热的关系刀具磨损对切削热也会产生一定的影响。
刀具磨损会导致切削过程中的摩擦热增加。
同时，刀具表面的磨损还会降低切削润滑效果，使摩擦系数增大，进一步增加切削热的产生。
刀具磨损还会改变切削过程中的热平衡状态，增加了切削区域温度的分布不均匀性，进而影响到切削热的分布。
4.基于DEFORM软件的模拟实验为了研究刀具磨损对切削力与切削热的影响，本文利用DEFORM软件进行模拟实验。
基于Deform的精冲模具磨损特性研究∗史双喜;李福涛【摘要】Fine blanking die wear model for finite element analysis was built.Simulation was carried out in normal tem⁃perature for analyzing fine blanking punch wear by using the finite element software Deform⁃3D.The influences on the die wear by process parameters,such as die material hardness,coefficient of friction between blank and die,and the formingload were analyzed.The results show that the punch edge wear is serious,but the amount of wear in the convex side is small.The maximum wear depth is decreased with the increase of the hardness of die material,and increased with the in⁃crease of friction coefficient.The counterforce is also the important factor influencing the punch wear,the maximum wear depth is increased with the increase of the counterforce.%建立精冲模具磨损有限元分析模型，采用有限元软件Deform⁃3D 对常温下的精冲凸模磨损进行仿真分析，研究模具材料的硬度、毛坯与模具间摩擦因数和成型载荷等工艺参数对模具磨损的影响。
1 序言在国内外先进民航飞机的结构设计中，为满足飞机长寿命、易维护、轻量化等需求，飞机零件结构向整体化、复杂化、薄壁化等方向发展，因此越来越多地采用整体结构设计，使用新型材料，提高飞机结构的强度。
随着材料技术、锻造技术、制造技术的不断发展，使用超高强度合金钢制造大型飞机起落架主承力结构件成为必然的选择。
300M材料具有良好的力学性能，因此广泛应用于飞机关键零部件。
2 300M的材料特性2.1 金属特性超高强度合金钢300M是美国航空工业一种重要的合金钢，在化学、物理方面具有独特的性能，概括如下。
300M是一种低碳、低合金含量的钢，与非合金钢相比，具有较高的强度，固有“低合金超高强度钢”之称。
其屈服点高，因此在相同载荷下，工件的质量可以减轻20%～30%，具有良好的塑性和韧性，合金材料中含有Ni、Cr、Mo等元素，使钢的过冷奥氏体相当稳定，空淬即可获得马氏体和贝氏体组织。
2.2 加工特性该材料具有良好的硬度，同时抗拉强度也非常高，正是因此，使得其非常难加工，属于难加工材料，主要表现如下。
由于材料具有高的硬度和强度，原子密度和结合力大，断裂韧度和持久塑性高，在切削过程中切削力大，而且切削力的波动也比较大。
加工过程中产生的热量多，在切削区集中了大量的切削热，形成很高的切削温度。
再加上强化系数高，在切削力和切削热的作用下产生巨大的塑性变形，造成加工硬化。
由于切削时切削力大，切削热高，刀具与切屑的直接摩擦加剧，所以导致刀具材料与工件材料产生亲和作用，加上材料硬质点的存在和严重的加工硬化现象，刀具在切削过程中易产生黏结磨损、扩散磨损、磨料磨损和沟纹磨损，使刀具丧失切削的能力。
切削时的切屑为带状的缠绕屑，既不安全，又影响切削过程的顺利进行，也不便于处理。
在加工中容易产生热变形，因而一些精密尺寸和形状不易保证。
从300M的材料特性和加工特性来看，此材料在加工过程中极易产生大量的切削热，过多的切削热会导致工件出现烧伤现象。
现代商贸工业２０１９年第２２期１８１㊀基金项目:广西职业教育教学改革研究项目 开放教育C A E 技术课程教学研究与实践 (G X G Z J G ２０１７A ０７０).作者简介:韦辽(１９８６－),男,壮族,广西河池人,硕士,讲师,工程师,研究方向:机械设计.基于D e f o r m３D 的不锈钢车削加工仿真研究韦㊀辽(广西广播电视大学,广西南宁５３００２２)摘㊀要:不锈钢是典型的难加工材料.为了更详细地了解金属材料的切削加工,采用C A E 仿真软件D e f o r m３D 为平台,根据有限元法对３０４不锈钢的切削加工过程进行建模和仿真.同时采用正交试验法对３０４不锈钢进行车削加工试验,并对试验结果和有限元仿真模拟结果进行了对比分析,为实际生产工艺选择参数提供合理的参考.关键词:切削加工;D e f o r m３D ;正交试验;有限元仿真中图分类号:T B ㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀㊀㊀d o i :１０．１９３１１/j．c n k i ．１６７２Ｇ３１９８．２０１９．２２．０９２０㊀引言切削加工是机械制造行业中应用广泛的零件金属成形工艺,是国内外研究的重点课题.在实际生产应用中,３０４不锈钢广泛用于制造需要良好性能的设备和零件上.硬质合金硬度比较高,是加工３０４不锈钢常用的刀具材料之一.硬质合金因为超高硬度㊁高红硬性㊁高强度和韧性广泛地应用于切削刀具㊁矿用工具和耐磨零件中.随着计算机技术和有限元方法理论的飞跃发展,有限元已被广泛应用于分析切削加工领域中.常用的C A E 仿真软件有MA R C ㊁DEF O R M ㊁A d v a n t E d ge ㊁A B A Q U S 等.D e f o r m３D 可以随着刀具的几何形状㊁切削速度和切削深度来预测一些参数的情况,如切削力大小㊁应力应变㊁切削温度高低㊁磨损大小㊁磨损形式等.采用C A E 仿真软件D e f o r m ３D 为平台,根据有限元法对３０４不锈钢的切削加工过程进行建模和仿真.同时采用正交试验法对３０４不锈钢进行车削加工试验,并对试验结果和有限元仿真模拟结果进行了对比分析,为实际生产工艺选择参数提供合理的参考.１㊀基于D e f o r m３D 的不锈钢车削加工仿真１．１㊀D e f o r m３D 简介D e f o r m３D 是基于有限元分析方法的专业工艺仿真软件,可以综合建模㊁网格划分㊁成形㊁热传导等进行模拟仿真分析,适用于热㊁冷㊁温成形,可以得到详细和有益的工艺数据.D e f o r m ３D 可以优化工艺参数选择,提高工程设计效率,缩短开发周期,减少经济开支从而节约成本.１．２㊀切削仿真模型的建立D e f o r m３D 软件的仿真模型可以从外部C A D 软件导入.在实际中可以使用常用三维绘图软件来描绘刀具和工件的三维几何模型,如U G ㊁S o l i d w o r k s ㊁P r o/E 等,随后导入到D e f o r m３D 软件中进行模拟仿真.１．３㊀材料模型的建立材料模型的建立,就是要获得材料的应力－应变曲线关系(本构关系),以定义材料在载荷作用下的响应行为.在D e f o r m３D 自带材料库,可以选择相应的刀具和工件材料.１．４㊀模型网格划分在金属成形有限元分析软件中,常用的单元主要有８节点六面体单元和四面体常应变单元.由于四面体常应变单元简单㊁实用,文章选取四面体常应变单元进行网格划分.２㊀实验方法２．１㊀实验设备及材料实验所用的设备包括数控车床㊁测力仪.实验刀具为YW ２硬质合金刀片,工件材料为３０４不锈钢.切削条件:干切削.２．２㊀实验过程为了深入分析模拟结果,文章对３０４不锈钢进行了单因素车削加工试验,分析了切削参数对切削加工过程的影响.切削力传感器是由瑞士公司制造的测力仪.３㊀实验结果与仿真结果分析切削力是切削加工过程中关键的物理参数,影响刀具的磨损情况和工件已加工表面质量.图１所示为D e f o r m３D 环境下车削加工模拟分析过程的示意图.图１㊀车削加工模拟示意图切削过程中用切削速度㊁切削深度和进给量来了解切削加工的过程.为了研究不同的切削参数变化对切削力的影响,采用正交实验开展实验.正交实验表和切削力仿真与实验结果数值比较表如表１所示.工程管理与技术现代商贸工业２０１９年第２２期１８２㊀㊀图２㊀切削力仿真曲线表１㊀正交实验表和切削力仿真与实验结果数值比较表序号切削深度(a p )进给量(f)切削速度(V c )仿真值(N )实验值(N )误差(％)１０．４０．２０６０７０６７６３．４８．１２０．４０．２３６５７４５７８９．３５．９３０．４０．２６７０７７２８０２．８４．０４０．６０．２０６５７９６８２４．５３．６５０．６０．２３７０８２３８０６．２－２．０６０．６０．２６６０８３６８４７．７１．４７０．８０．２０７０８７２８９７．３２．９８０．８０．２３６０８４１８７５．１４．１９０．８０．２６６５８６２８７３．６１．３㊀㊀在实际加工过程中,由于环境温度变化㊁刀具磨损状况㊁加工参数对排屑情况等因素的影响,可能会导致实际数值与模拟数值产生一定的误差.同时,因为金属切削过程是一个非线性问题,具有连续性和动态性特征,在D e f o r m３D 中对于刀具和工件的网格划分不同也将会导致误差产生,在仿真切削过程中一些单元可能被挤压或变形,严重影响切削精度,导致计算过程不收敛,也会产生误差.从表１可以看出,考虑到实际切割中材料的失效和摩擦条件非常复杂,误差在８％以内,所以模拟结果是可以接受的.D e f o r m３D 模拟在理想条件下,实际加工过程中存在各种影响因素,可以看出实验值和切削力模拟值存在一定的误差.但总体误差很小,在可接受的范围内.㊀㊀从图２可以看出,当刀具开始切削工件后,切削力开始比较小,随着时间的增加不断增加,到了一定时间后才会达到稳定值,数值在一定范围内也存在不断波动情况,这与在实际试验中利用测力仪所获取的图表变化趋势是一致的.４㊀结语文章以C A E 仿真软件D e f o r m３D 为研究平台,根据有限元法对３０４不锈钢的切削加工过程进行建模和仿真.同时采用正交试验法对３０４不锈钢进行车削加工试验,并对试验结果和有限元仿真模拟结果进行了对比分析,为实际生产工艺选择参数提供合理的参考和理论指导.参考文献[１]VB o u n h o u r e a ,SL a ya ,SC o i n d e a u ab ,e t a l ．E f f ec t o f C r ad d i t i o n o n s o l i d s t a te s i n t e r i n g o fW C －C o a l l o y s [J ]．I n t e r n a t i o n a l J o u r Ｇn a l o fR ef r a c t o r y Me t a l s a n dH a r d M a t e r i a l s ,２０１５,５２:２１Ｇ２８．[２]S u W e i ,S u nY e x i ,J i a oF e n g ,e t a l ．I nf l u e n c e so f t h e p r e pa r a Ｇt i o nm e t h o d so f W C－C o p o w d e r so nt h es i n t e r i n g an d m i c r o Ｇs t r u c t u r e o fc o a r s e g r a i n e d W C－８C oh a r d m e t a l s [J ]．I n t e r n a Ｇt i o n a l J o u r n a lo fR e f r a c t o r y Me t a l sa n d H a r d M a t e r i a l s ,２０１５,４８:３６９Ｇ３７５．[３]R u m m a n M R ,X i eZ ,H o n g SJ ,e t a l ．Ef f e c t o f s pa r k p l a s m a s i n t e r i n gp r e s s u r eo n m e c h a n i c a l p r o pe r t i e sof W C－７．５w t ％N a n oC o [J ]．M a t e r i a l s&D e s i gn ,２０１５,６８:２２１Ｇ２２７．[４]温效朔,王克琦．切削加工有限元仿真与应力分析[J ]．工具技术,２００６,４０(７):３０Ｇ３２．[５]方刚．切削加工过程数值模拟的研究进展[J ]．力学进展,２００１,３１(３):３９４Ｇ４０４．[６]张磊光．三维金属切削过程的有限元模拟[D ]．北京:华北电力大学,２００８．[７]于贻鹂．金属切削过程有限元法仿真研究[D ]．大连:大连理工大学,２００５．[８]章振翔,张金明,王来钱等．基于D e f o r m－３D 的不锈钢切削力有限元仿真[J ]．轻工机械,２０１１,２９(４):４０Ｇ４２．[９]聂闻,李成让,张伟等．基于D e f o r m 的３０４不锈钢的车削仿真与实验研究的影响[J ]．装备制造技术,２０１４,(５):５５Ｇ５７．建筑工程项目管理的重要性与创新方法探析张海波(吉林省辽源市人防办工程管理处,吉林辽源１３６２００)摘㊀要:随着我国经济建设的高速发展,我国的建筑工程建设也取得了令人瞩目的成绩.建筑工程的发展,满足了人民群众对生活水平的日益增长的要求,也满足了我国国际竞争力的不断增强的目标.为了保证我国在建筑工程领域能够不断的取得进步和发展,就必须认识到建筑工程管理的重要性.只有采取了行之有效的管理方法,建筑工程水平才能够不断提高,我国的建筑工程事业才能得到健康有序的发展与进步.关键词:建筑工程;项目管理;重要性;创新方法中图分类号:T B ㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀㊀㊀d o i :１０．１９３１１/j ．c n k i ．１６７２Ｇ３１９８．２０１９．２２．０９３㊀㊀在当今社会的新的发展阶段,建筑工程的质量和效率,影响着我们社会的进步和人民的满意程度.在当代经济高速发展的大环境下,如何促进建筑工程项目管理水平的进步,也是我们现阶段要重点要研究的问题.只有改变现有的建筑工程管理方法,才能使建筑工程管理水平的提高得以实现.通过建筑工程项目管理方法的研究,可以对我国建筑工程管理方法创新的目标提供有效的途径.１㊀建筑工程项目管理的现状在我国改革开放以后,为了满足社会进步的需求。
毕业论⽂-基于DEFORM-3D的切削温度仿真论⽂题⽬：基于DEFORM-3D的⼑具切削温度仿真学⽣姓名：所在院系：所学专业：导师姓名：⽬录摘要 (1)第⼀章绪论……………………………………………………错误！未定义书签。
第⼆章仿真软件介绍 (6)第三章Deform—3D软件简介 (9)3.1软件模块结构分析 (9)3.2 前处理器及其设置 (9)3.3 模拟器 (9)3.4 后处理器 (11)第四章有限元模型的建⽴ (13)4.1 切削加⼯模型 (13)4.2 切削模型建⽴ (14)第五章 DEFORM-3D对切削温度的仿真 (17)5.1⼑具和⼯件的温度场分析 (17)5.2 切削速度对切削温度的影响 (17)5.3切削过程中总体温度分布 (19)5.4 切削厚度对切削温度的影响 (20)第六章结论 (22)第七章参考⽂献 (23)摘要在⾦属切削加⼯中，切削温度对切削加⼯过程有着⾮常重要的意义。
为了更好的研究⾦属材料的切削加⼯过程中切削温度的分布，本⽂以Deform—3D软件为平台，利⽤有限元⽅法对45号钢的切削过程中的温度进⾏了建模与仿真，分别分析了切削过程中⼑具和⼯件的切削温度场分布，以及切削速度变化时对切削温度的影响。
仿真结果表明：⼑-屑接触区及⼯件上的最⾼温度随切削速度的增加⽽升⾼，但⼯件上温度升⾼的趋势较平缓；⽆论切削条件怎么变化，切削温度的最⾼点总不在⼑刃处，⽽是位于前后⼑⾯上距离⼑刃不远的地⽅；剪切⾯上各点的温度⼏乎相同。
仿真结果表明，Deform—3D软件所得的仿真结果和理论依据的吻合度较⾼，说明仿真具有较⾼的可信度，为⽣产实践中切削速度的优化选择，⼑具及⼯件材料的选择提供理论依据关键词：Deform—3D，有限元仿真，切削温度AbstractIn the process of metal cutting, the cutting temperature of the cutting process has very important significance. In order to better study the metal material cutting process of cutting temperature distribution, Based on the Deform -3D software as the platform, using the finite element method for45 steel cutting temperature by modeling and simulation, Analysis of the cuttingprocess, the cutting tool and the workpiece cutting temperature field distribution, as well as the cutting speed change on cutting temperature effect.The simulation results show that: the tool-chip contact area and the workpiece on the maximum speed with cutting speed increases, but the workpiece temperature increased more gentle; No matter how the change of cutting temperature cutting conditions, highest point total in the blade, but are located before and after the knife surface distance edge not far place; Shear plane of each point on the temperature is almost the same. The simulation results show that, the Deform - 3D software the simulation results and the theoretical basis of the anastomosis of a higher degree, a description of the simulation has high reliability, Production practice of cutting speed optimization, tool and workpiece material selection and provide a theoretical basisKey word：Deform—3D，Finite element simulation, Cutting temperature第⼀章绪论⾦属切削是机械制造中使⽤最⼴泛的加⼯⽅法，⾦属切削加⼯时在机床上利⽤个切削⼯具从⼯件上切除多余材料，从⽽获得具有⼀定形状精度、尺⼨精度、位置精度和表⾯质量的机械零件，是机械加⼯的基本⽅法。
基于DEFORM-3D的高速车削加工仿真
武文革;黄美霞
【期刊名称】《现代制造工程》
【年(卷),期】2009(000)011
【摘要】DEFORM-3D是应用有限元方法(FEM)分析三维复杂加工过程的模拟工具,它不仅鲁棒性好,而且易于使用.借助于该模拟分析环境,能够对切削过程中刀具几何参数、切削条件以及加工过程中的其他因素产生的影响进行研究.应用DEFORM 自带的切削仿真模型,模拟高速车削加工中工件及刀具的温度分布、切屑流动、应力、应变和切削力等.模拟结果对减少产品试验、降低开发成本、缩短开发新产品及新工艺的时间等方面都具有重大意义.DEFORM-3D对于研究刀具几何模型、切屑形成以及切削参数控制的刀具制造者和使用者来说,是一个较理想的工具.
【总页数】5页(P91-94,24)
【作者】武文革;黄美霞
【作者单位】中北大学机械工程与自动化学院,太原,030051;中北大学机械工程与自动化学院,太原,030051
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
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1.基于Deform-3D的铝合金2A12车削加工有限元模拟 [J], 黄勇;狄欧;李亚非
2.基于DEFORM-3D的镍基合金钢的车削加工仿真 [J], 陈立;张智栋;衡婷;管小燕
3.三维车削加工的Deform-3D有限元模拟 [J], 刘伟;李家春
4.基于遗传算法BP神经网络的DEFORM-3D车削加工模拟优化 [J], 江平;邓志平
5.基于Deform 3D的高速车削加工仿真研究 [J], 黄美霞;武文革
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基于Deform-3D轴向超声辅助磨削仿真试验
王艳;张省;王帅;杨林;谢建华
【期刊名称】《系统仿真学报》
【年(卷),期】2015(0)1
【摘要】磨削过程可视为大量随机分布磨粒切削形成的累积效应,因此可以把复杂的磨削过程简化为单颗磨粒的切削过程。
提出了一种新的超声辅助单颗磨粒磨削的仿真方法:利用Deform-3D软件,对轴向超声振动辅助磨削时单颗磨粒的速度进行加载,完成磨削力和磨削温度的仿真。
仿真结果表明:在相同磨削条件,超声振动辅助磨削弧区最高温度值低于普通磨削最高温度值;超声振动辅助磨削磨粒的法向磨削力及切向磨削力均小于普通磨削条件下所得到的磨削力;随着磨粒速度增加,磨削弧区温度升高,法向磨削力与切向磨削力下降,而其磨削力比增大;随着磨粒切削深度的增加,磨削弧区温度升高,法向磨削力与切向磨削力上升,而其磨削力比下降。
【总页数】8页(P104-111)
【作者】王艳;张省;王帅;杨林;谢建华
【作者单位】上海理工大学
【正文语种】中文
【中图分类】TG580.6;TG663
【相关文献】
1.轴向超声振动辅助磨削的磨削力研究
2.轴向超声辅助磨削陶瓷的磨削力模型
3.基于光滑粒子流体动力学法单颗磨粒超声辅助磨削陶瓷材料的磨削力仿真研究
4.颗
粒增强钛基复材轴向超声振动辅助磨削试验研究5.轴向超声振动辅助磨削的磨削力建模
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