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【摘要】本设计是利用UG来完成三维建模，其他软件辅助完成的一套完整的设计。
该说明书主要描述了该零件的整体建模过程，系统的阐述了该零件的工艺分析、工艺方案等等，就零件的三维建模主要包括了：基准板面的生成，零件底部轮廓的生成，零件上部轮廓的生成以及零件工作部位的生成等。
对其他软件的要求主要包括了AUTOCAD2021，画图板，WORD的使用以及特殊操作等，使用频率最高的是UG及画图板的截图动作。
我相信经过老师和同学门的帮助，本次设计一定会使我对实体零件有一个很好的认识，对我以后的工作学习有很到的帮助。
【关键词】三维建模拉伸回转求差工艺过程1．零件作用及设计任务法兰盘只是一个统称，通常是指在一个类似盘状的金属体色的周边开上几个固定用的孔用于连接其它东西。
它在机械上应用很广泛，所以样子也千奇百怪的，只要像就是叫法兰盘。
他的作用是固定、端部密封、连接等，应用场合很多，如固定轴承，密封箱体等。
CA6140卧式车床上的法兰盘，为盘类零件，用于卧式车床上。
车床的变速箱固定在主轴箱上，靠法兰盘定心。
法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配，外圆与变速箱体孔相配，以保证主轴三个轴承孔同心，使齿轮正确啮合。
主要作用是标明刻度，实现纵向进给。
分析法兰盘的技术要求，并绘制零件图。
设计零件技术机械加工工艺规程，填写工艺文件。
设计零件机械加工工艺装备。
设计机床专用夹具总装图中某个主要零件的零件图。
2．零件分析由上面的查询各参考资料便得出了本次设计的大致草图，经处理便有下列图；2.1 零件的作用零件是CA6140卧式车床上的法兰盘，它位于车床丝杆的末端，主要作用是标明刻度，实现中拖板纵向进给。
零件的 100外圆上标有刻度线，用来对齐调节刻度盘上的刻度值，从而能够直接读出所调整的数值；外圆上钻有底部为4 mm上部为6mm定位孔，实现精确定位。
法兰盘中部的通孔那么给传递力矩的标明通过，本身没有受到多少力的作用。
2.2 零件的工艺分析法兰盘共有三组加工外表，他们之间有一定的位置要求。
2°21 年第 5 期_______________________________________________________________________________Technology and Manufacture工 N 与制造CFRP/AI 叠层材料二维正交切削过程数值仿真*郑华林① 蒙玉培① 张晟玮②（①西南石油大学机电工程学院，四川成都610500；②中国航发航空科技股份有限公司，四川成都610500）摘 要：由于CFRP 与A1合金材料之间的差异性,对其构成的叠层材料的加工带来巨大挑战，同时由于实验研究的高成本、时间消耗以及计算机技术的高速发展,数值仿真成为研究切削过程的有力方法。
将三维钻削过程简化为由不同的本构模型和损伤准则建立的2D 正交切削宏观有限元模型,研究了切削顺序、进给速度、刀具前角对45。
纤维角CFRP/A1合金叠层材料切削力和CFRP 切削损伤的影 响。
仿真结果表明：CFRP —A1切削顺序优于A1—CFRP 切削顺序。
进给速度对切削过程中切削力和切削损伤的影响高于刀具前角。
当刀具前角大于5。
时，增大刀具前角对45。
单向CFRP 的切削力和加工后表面损伤影响不显著。
关键词：复合材料;叠层材料;有限元分析;切削参数;刀具角度;表面损伤中图分类号:TB333 ； V257 文献识别码:ADOI ： 10.19287/j. cnki. 1005-2402.2021. 05・ OilNumerical simulation of 2D orthogonal cutting of hybrid composite CFRP/AIZHENG Hualin ①，MENG Yupei ①，ZHANG Shengwei®(①School of Mechatronics Engineering , Southwest Petroleum University , Chengdu 610500, CHN ；②Aecc Aero Science and Technology Co.,Ltd., Chengdu 610500, CHN)Abstract : Differences between CFRP and Al alloy materials brings great challenges to the process of hybrid com posite CFRP/Al. At the same time , the high cost and time consumption of experimental research as wellas the rapid development of computer technology , FEM has become a powerful research method for cut ting process. The influences of cutting order , feed speed and tool front angle on the cutting force and CFRP damage of 45°fiber Angle UD-CFRP/Al alloy laminates were studied by simplifying the 3D drill ing process into the 2D orthogonal cutting macro FEM established with different constitutive models anddamage criteria. The simulation results show that the cutting order of CFRP —Al is better than that of Al —>CFRP. The effect of feed speed on cutting force and cutting damage is higher than that of tool frontangle. When the tool front angle is greater than 5°, feed speed and tool front angle have no significant influence on the cutting force and surface damage of 45°UD-CFRP.Keywords : composite ； laminated material ； FEM ； cutting parameters ； tool angle ； surface damage 由碳纤维增强聚合物（CFRP ）和Al 合金构成的叠 层材料，以其优良的综合力学性能，广泛应用于航空领域，其构件常以螺栓连接进行装配，因此钻削加工必不可少。
毕业设计说明书课题法兰盘零件数控车削加工工艺及编程姓名 XXXX系部机械制造工程系专业数控技术目录摘要 (2)关键词 (3)1 绪论 (4)2 毕业设计任务 (5)2.1 设计任务与安排 (5)2.2 设计要求 (6)2.3涉及的主要知识 (6)3二维图 (6)4 三维图 (8)5 零件工艺分析 (10)5.1零件作用分析 (10)5.2 零件图纸的分析 (10)5.3 毛坯的选择 (11)5.4 基准的选择 (11)5.4.1 粗基准的选择 (11)5.4.2 精基准的选择 (11)5.5 制定工艺路线 (12)6 选择的设备 (12)6.1 机床的选择 (12)6.2 夹具的选择 (13)6.3 量具的选择 (13)7 切削用量的确定 (13)8 刀具选择 (14)9 数控加工工艺卡 (14)10手动编程 (14)11 数控仿真报告 (16)12 设计小结 (19)13参考文献 (20)14 附录附录1机械加工工艺过程卡片……………………………………………………………附录2数控机械加工工序卡片……………………………………………………………附录3数控加工走刀路线图卡片…………………………………………………………附录4数控刀具卡片………………………………………………………………………法兰盘零件数控车削加工工艺及编程摘要机械工业担负着国民经济各部门，转变为竞争力的商品，为，设应时常探索研究使产品设尽善尽美；法国认为：设计是工业的生命，要培养超一流设计大师，要大胆启用有才华和有实践工作经验的设计人员。
数控技术技术于一体的现代制造技术。
他是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。
总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速制造业的发展规模和水平，则是反应国民经济实力和科学技术水平的重要标志之一。
开题报告机械设计制造及其自动化基于matlab的切削加工过程仿真与切削力控制研究一、选题背景及课题研究意义计算机数值模拟是一项综合应用技术，它对教学、科研、设计、产生、管理、决策等部门都有很大的应用价值，为此世界各国均投入了相当多的资金和人力进行研究。
其重要性具体体现在以下几个方面：a．从广义上讲，计算机模拟本身就可以看作一种基本试验。
计算机计算弹体的侵彻与炸药爆炸过程以及各种非线性波的相互作用等问题，实际上是求解含有很多线性与非线性的偏微分方程、积分方程以及代数方程等的耦合方程组。
利用解析方法求解爆炸力学问题是非常困难的，一般只能考虑一些很简单的问题。
利用试验方法费用昂贵，还只能表征初始状态和最终状态，中间过程无法得知，因而也无法帮助研究人员了解问题的实质。
而数值模拟在某种意义上比理论与试验对问题的认识更为深刻、更为细致，不仅可以了解问题的结果，而且可随时连续动态地、重复地显示事物的发展，了解其整体与局部的细致过程。
b．数值模拟可以直观地显示目前还不易观测到的、说不清楚的一些现象，容易为人理解和分析；还可以显示任何试验都无法看到的发生在结构内部的一些物理现象。
如弹体在不均匀介质侵彻过程中的受力和偏转；爆炸波在介质中的传播过程和地下结构的破坏过程。
同时，数值模拟可以替代一些危险、昂贵的甚至是难于实施的试验，如反应堆的爆炸事故，核爆炸的过程与效应等。
c．数值模拟促进了试验的发展，对试验方案的科学制定、试验过程中测点的最佳位置、仪表量程等的确定提供更可靠的理论指导。
侵彻、爆炸试验，费用是极其昂贵的，并且存在一定的危险，因此数值模拟不但有很大的经济效益，而且可以加速理论、试验研究的进程。
d．一次投资，长期受益。
虽然数值模拟大型软件系统的研制需要花费相当多的经费和人力资源，但和试验相比，数值模拟软件是可以进行拷贝移植、重复利用，并可进行适当修改而满足不同情况的需求。
总之，数值模拟计算已经与理论分析、试验研究成为科学技术探索研究的三个相互依存、不可缺少的手段。
金属切削理论大作业2017年04月1基于ANSYS金属切削过程的有限元仿真付振彪，2016201064天津大学机械工程专业2016级研究生机械一班摘要：本文基于材料变形的弹塑性理论，建立了材料的应变硬化模型，采用有限元仿真技术，利用有限元软件ANSYS，对二维正交金属切削过程中剪切层及切屑的形成进行仿真。
从计算结果中提取应力应变云图显示了工件及刀具的应力应变分布情况，以此对切削过程中应力应变的变化进行了分析。
关键词：有限元模型；切削力；数学模型；二维模型；ANSYS1 绪论1.1金属切削的有限元仿真简介在当今世界，以计算机技术为基础，对于实际的工程问题应用商业有限元分析软件进行模拟，已经成为了在工程技术领域的热门研究方向，这也是科学技术发展所导致的必然结果。
研究金属切削的核心是研究切屑的形成过程及其机理，有限元法就是通过对金属切屑的形成机理进行模拟仿真，从而达到优化切削过程的目的并且可用于对刀具的研发。
有限元法对切屑形成机理的研究与传统的方法相比，虽然都是对金属切削的模拟，但是用有限元法获得的结果是用计算机系统得到的，而不是使用仪器设备测得的。
有限元法模拟的是一种虚拟的加工过程，能够提高研究效率，并能节约大量的成本。
1.2研究背景及国内外现状最早研究金属切削机理的分析模型是由Merchant [1][2]，Piispanen[3]，Lee and Shaffer[4]等人提出的。
1945 年Merchant 建立了金属切削的剪切角模型，并确定了剪切角与前角之间的对应关系这是首次有成效地把切削过程放在解析基础上的研究，成功地用数学公式来表达切削模型，而且只用几何学和应力-应变条件来解析。
但是材料的变形实际上是在一定厚度剪切区发生的，而且它假设产生的是条形切屑，所以该理论的切削模型和实际相比具有很大的误差。
1951 年，Lee and Shaffer 利用滑移线场(Slip Line Field)的概念分析正交切削的问题。
金属切削机床论文摘要本论文主要研究了金属切削机床的设计、结构和应用。
金属切削机床作为制造业中不可或缺的工具，其性能和效率对产品质量和生产效率有着重要的影响。
通过深入研究金属切削机床的工作原理、运动方式、结构设计和控制系统，本论文旨在提出一套可行的金属切削机床设计理论，并对其应用进行探讨，以期在制造业领域取得更好的效益。
1. 引言金属切削机床是制造业中常见的一类设备，其主要功能是将工件上的金属材料进行切削加工，以达到所需的形状和尺寸。
在工业生产中，金属切削机床广泛应用于各个领域，包括汽车、航空航天、电子、船舶等行业，对提高产品质量和生产效率起着至关重要的作用。
本论文将从金属切削机床的设计、结构和应用三个方面进行研究。
首先，我们将介绍金属切削机床的工作原理和运动方式，分析其切削加工过程，并探讨不同的切削方式对加工效果的影响。
接着，我们将详细讨论金属切削机床的结构设计和控制系统，包括床身、主轴、工作台等部件的设计原则和优化方法。
最后，我们将通过实际案例，探讨金属切削机床的应用场景，并提出一些建议，以便在实际生产中更好地利用金属切削机床。
2. 金属切削机床的工作原理和运动方式金属切削机床的工作原理主要包括刀具对工件的切削和切削力的产生过程。
在切削加工过程中，切削刀具通过旋转等方式对工件进行切削，从而形成所需的形状和尺寸。
同时，切削力的产生也是切削加工过程中不可忽视的因素，它与切削速度、切削深度和切削材料有着密切的关系。
金属切削机床的运动方式主要有三种：直线运动、旋转运动和复式运动。
直线运动是指切削刀具在工件上沿直线方向进行切削，常用于平面和直线加工。
旋转运动是指切削刀具绕轴线进行旋转，常用于圆柱面和曲面加工。
复式运动是指同时进行直线运动和旋转运动，用于加工更复杂的曲线和轮廓。
3. 金属切削机床的结构设计和控制系统金属切削机床的结构设计和控制系统是影响其性能和效率的关键因素。
在结构设计方面，金属切削机床需要考虑床身的刚度、主轴的精度、工作台的平稳性等因素。
盐城工业职业技术学院毕业设计（论文）盐城工业职业技术学院毕业设计（论文）数控车床零件加工凌杰班级数控1201专业机械设计与制造所在系机电工程系指导老师贲能军完成时间2015年12月10日至2015年6月16日摘要在车床上，利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或曲线运动来改变毛坯的形状和尺寸，把它加工成符合图纸的要求。
车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工的方法。
车削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。
车削是最基本、最常见的切削加工方法，在生产中占有十分重要的地位。
车削适于加工回转表面，大部分具有回转表面的工件都可以用车削方法加工，如内外圆柱面、内外圆锥面、端面、沟槽、螺纹和回转成形面等，所用刀具主要是车刀。
在各类金属切削机床中，车床是应用最广泛的一类，约占机床总数的50%。
车床既可用车刀对工件进行车削加工，又可用钻头、铰刀、丝锥和滚花刀进行钻孔、铰孔、攻螺纹和滚花等操作。
按工艺特点、布局形式和结构特性等的不同，车床可以分为卧式车床、落地车床、立式车床、转塔车床以及仿形车床等，其中大部分为卧式车床。
数控车削加工是现代制造技术的典型代表，在制造业的各个领域如航天、汽车、模具、精密机械、家用电器等各个行业有着日益广泛的应用，已成为这些行业不可或缺的加工手段。
为了子数控机床上加工出合格的零件，首先需根据零件图纸的精度和计算要求等，分析确定零件的工艺过程、工艺参数等内容，用规定的数控编程代码和格式编制出合适的数控加工程序。
编程必须注意具体的数控系统或机床，应该严格按机床编程手册中的规定进行程序编制。
但从数控加工内容的本质上讲，各数控系统的各项指令都是应实际加工工艺要求而设定的。
关键词：车削加工；刀具；零件的工艺过程；程序编制目录摘要 (2)一、数控机床简介 (4)二、数控激光的概念 (6)三、数控机床的特点 (7)四、数控车削加工 (9)五、数控车床加工程序编制 (10)六、数控车床的组成和基本原理 (11)七、数控车床安全操作规 (12)八、数控车床坐标的确定 (13)九、运动方向的规定 (14)十、轴类零件的编程与加工 (15)结束语 (23)参考文献 (24)致谢 (25)一．数控机床的简介数控机床是一种用电子计算机和专用电子计算装置控制的高效自动化机床。
毕业设计（论文）课题：台阶轴数控编程及数控仿真设计系科：机械系专业：班级：姓名：指导教师：完成日期：摘要高效率、高精度加工是数控机床加工最主要特点之一。
利用数控机床加工，其产品加工的质量一致性好，加工精度和效率均比普通机床高出很多，尤其在轮廓不规则、复杂的曲线或曲面、多工艺复合化加工和高精度要求的产品加工时，其优点是传统机床所无法比拟的。
本课题对异性体、复杂的曲线、多工艺复合化加工进行探索，设计出三种切实可行的工艺流程及工艺装备。
在产品的加工过程中，工件在夹具内的定位和夹紧显得特别重要。
须根据六点定位对产品进行合理的定位，欠定位、完全定位还是过定位都须根据实际的生产过程决定。
夹具是涵盖了从加工到组装的几乎所有操作过程的一种装夹设备。
由于大量的加工操作需要装夹，夹具设计在制造系统中就变得非常重要，它直接影响加工质量，生产率和制造成本。
本文通过分析连接轴的结构特点和加工要求，制定了一套较合理的夹具设计，从而为保证该零件的加工精度将提供一种经济实用的工艺装备，具有一定的实用价值。
通过对各种定位夹紧装置的分析比较，选择并组合了一套既能够满足加工要求的，又比较简洁的装置，并对各工步进行数控编程。
关键词：数控加工，工艺流程，工艺装备，夹具设计AbstractThe high efficiency, the precision work are one of numerical control engine bed processing most main characteristics. Using the numerical control engine bed processing, its product processing quality uniformity is good, the processing precision and the efficiency outdo compared to the ordinary engine bed very much, especially when outline not rule, complex curve or curved surface, multi-craft recombine processing and high accuracy request product processing, its merit is the traditional engine bed is unable to compare. This topic to the opposite sex body, the complex curve, the multi-craft recombine processing carries on the exploration, designs three practical and feasible technical processes and the craft equipment. In the product processing process, the work piece appears in jig localization and the clamp specially importantly. Must act according to six localizations to carry on the reasonable localization to the product, owes the localization, locates completely crosses the localization all to have to act according to the actual production process decision. The jig covered from has processed clamps the equipment to the assembly nearly all operating process one kind of attire. Because the massive processing operation needs to install clamps, the jig design changes can it be that the constant weight in the manufacture system to want, it affects the processing quality directly, the productivity and the production cost. This article through the analysis support components, the air compressor snifting valve lid as well as the supporting the unique feature and the processing request which wraps, has formulated a set of reasonable jig design, thus for guaranteed this components the processing precision will provide one economical practical craft equipment, will have certain practical value. Through to each kind of localization clamp analysis comparison, chose and combines a set both to be able to satisfy the processing request, and the quite succinct installment, and carried on the numerical control programming to each step working procedure.Key Words:numerical control processing, technical process, craft equipment, jig design目录摘要 ......................................................................................................................................... I Abstract..................................................................................................................................... III 目录 ...................................................................................................................................... I V 第1章绪论 (6)1.1 本课题的研究背景 (6)1.1.1 数控系统发展简史 (6)1.1.2 国内数控机床状况分析 (6)1.1.3 数控系统的发展趋势 (6)1.1.4 国外先进机床介绍 (7)第1章零件图的分析 (9)1.1 零件图的正确性及完整性分析 (9)1.2零件结构及结构工艺性分析 (10)1.3零件精度及技术要求分析 (10)第2章.数控设备选择 (11)2.1根据零件的结构及形状特点,选择机床的类型 (11)2.2根据零件的外形及尺寸特点,选择机床的规格 (11)2.3根据零件的加工精度及表面质量要求，选择机床的精度等级 (11)第3章.定位基准及装夹方式的确定 (12)3.1选择定位基准 (12)3.2确定工件的装夹方式 (13)第4章.选择对刀方式及对刀点 (14)4.1正确选择对刀方式 (14)4.2选择合理的对刀点及换刀点 (15)第5章.制定合理的加工方案 (15)5.1合理划分数控加工工序 (15)5.2确定各工序的工步顺序、进给路线，绘制走刀路线图。
金属难加工材料切削及刀具磨损虚拟仿真报告(一)金属难加工材料切削及刀具磨损虚拟仿真报告挑战：金属难加工材料的切削加工•金属难加工材料的定义•高温、高硬度导致的切削困难•切削加工的关键问题方法：利用虚拟仿真技术进行分析•虚拟仿真技术的定义和优势•应用虚拟仿真技术分析金属难加工材料的切削行为•仿真模型的建立和参数设置结果：切削过程中的问题及研究成果•切削力的变化规律及影响因素•切削温度的分布和变化趋势•切削表面质量和切削力之间的关系讨论：刀具磨损与切削性能的关系•刀具磨损的原因和影响因素•切削力和刀具磨损的关系•如何通过优化切削参数延缓刀具磨损总结：虚拟仿真技术在切削加工中的应用前景•虚拟仿真技术的优势和局限性•未来发展方向和研究重点•为实际切削加工提供参考和决策依据金属难加工材料切削及刀具磨损虚拟仿真报告挑战：金属难加工材料的切削加工•金属难加工材料的定义–金属难加工材料是指具有高硬度、高强度和高耐磨性的金属材料，如钛合金、高速钢等。
•高温、高硬度导致的切削困难–由于金属难加工材料的硬度较高，切削时需要更大的切削力。
–高温会导致材料软化和脆性增加，使刀具损耗加剧。
•切削加工的关键问题–如何降低切削力和温度，提高切削效率和加工质量。
方法：利用虚拟仿真技术进行分析•虚拟仿真技术的定义和优势–虚拟仿真技术利用计算机模拟真实物理过程，可以减少实验成本、提高研究效率。
–通过虚拟仿真可以提前预测切削加工过程中的各种参数和结果。
•应用虚拟仿真技术分析金属难加工材料的切削行为–通过建立切削仿真模型，可以模拟金属难加工材料在切削过程中的变形、热力分布等行为。
–利用仿真结果可以分析切削力、切削温度和切削表面质量等参数的变化趋势。
•仿真模型的建立和参数设置–建立金属难加工材料的切削仿真模型。
–设置切削参数，如切削速度、进给速度和切削用量。
–调整模型和参数以获得准确的仿真结果。
结果：切削过程中的问题及研究成果•切削力的变化规律及影响因素–切削力随着切削速度的增加而增加，随着进给速度的增加先增加后减小。
一.设计说明本设计要求操作人员根据如图1所示的零件图，通过图样分析、工艺分析、加工用量的选择、程序的编制完成工件的仿真加工。
图1零件图1.工件表面去毛倒棱2.加工表面粗糙度侧平面及孔Ra1.6µm.底平面为Ra3.2µm3.材料45钢图2立体图二.图样分析在图样分析中，首先要正确分析零件图，确定零件的加工部位与顺序，并根据零件图的技术要求，分析零件的形状、基准面、尺寸公差和粗糙度要求等。
1．图面分析如图1-1所示的零件是典型的方圆结合类零件，通过对此零件图的分析可知道：此零件的外轮廓圆台、正方圆弧凸台、三角凸台，中心有一个通孔。
虽然该零件轨迹曲线不太复杂，但有着严格的几何精度要求，必须保证其尺寸精度和几何精度，所以加工难度较大。
2．精度分析(1>尺寸精度如图1-1所示的零件中精度要求较高的尺寸主要有四方体尺寸加工误差为0.03mm、六边形和整圆尺寸的加工误差为0.04mm、深度尺寸为0.05mm、孔的尺寸为Ф10H8等。
对于尺寸精度要求，主要通过加工过程中的精确对刀，正确选用刀具的磨损量和正确选用合适的加工工艺等措施来保证。
<2）形位精度如图1-1所示的零件中主要的形位精度有四方体、六方体、整圆相对于外形中心线的对称度，加工表面相对于工件底平面的平行度等。
对于形位精度的要求，在对刀精确的情况下，主要通过工件在夹具中的正确安装等措施来保障。
<3）表面粗糙度如图1-1所示的零件中，所加工表面底面的表面粗糙度R3.2µm，所加工表面侧平面和孔的表面粗糙度要求均为R1.6µm。
对于表面粗糙度要求，主要通过选用正确的粗、精加工路线，选用合适的切削用量等措施来保证。
加工完成后需要进行清根操作，同时还要对整个零件进行手动去毛倒棱，自检自查。
三.工艺分析及处理数控铣削加工工艺的实质，就是在分析零件精度和表面粗糙度的基础上，对数控铣削的机床选择、毛坯选择、加工方法、装夹方式、切削加工进给路线、刀具选择以及切削用量等工艺内容进行正确而合理的选择。
二维金属切削过程计算机仿真ee（ee）指导老师：ee[摘要]早在一百多年前人们就已经开始了对金属切削过程的研究。
金属切削是机械制造行业中的一类重要的加工手段。
金由于金属切削本身具有非常复杂的机理，用传统的研究方法研究非常困难。
本文应用有限元分析方法，利用材料变形的弹塑性理论及金属切削基本原理，建立工件材料的模型，借助大型商业有限元分析软件ANSYS，通过输入材料性能参数、建立有限元模型、施加约束及载荷、计算，对正交金属切削的受力情况进行了模拟。
最后得出应力云图，进行切削加工中工件和刀具的受力情况分析。
属切削过程实际上是工件材料在刀具的剪切挤压作用下，首先发生弹性变形，进而发生塑性变形、产生应变硬化，最后撕裂，沿着前刀面流出形成切屑。
[关键字]:有限元分析，ANSYS，二维金属切削Computer Simulation Of Two-dimensionalMetal-cutting Processee(ee)Tutor: ee【Abstract】Because of the metal cutting itself this paper, finite element analysis, material deformation elastic-plastic theory and the basic principles of metal cutting, the workpiece material model, with large commercial finite element analysis software ANSYS finite element model through the input material properties, impose constraints and load , computing, simulation of orthogonal metal cutting. The conclusion that the stress cloud, the forces of machining the workpiece and tool.Metal-cutting machinery manufacturing industry, an important class of processing means.As early as one tool elastic deformation, and thus the occurrence of plastic deformation, resulting in strain of the chip.【Keywords】: finite element, analysis, ANSYS, Two-dimensional metal-cutting目录1 绪论 (1)1.1研究的目的和意义 (1)1.2有限元模拟金属切削过程的国内外现状 (2)1.2.1 国外研究现状 (2)1.2.2国内研究现状 (3)1.3二维金属切削过程有限元分析的发展现状 (4)1.3有限元研究的意义 (6)1.4金属切削存在的技术问题 (7)1.5 ANSYS 简介 (8)1.6本文研究的内容 (8)1.7本文研究路线 (9)2 基本理论 (10)2.1.金属切削的相关历史 (10)2.2金属切削的基本理论 (11)2.2.1金属的晶格结构 (11)2.2.2塑性变形机理 (12)2.2.3金属切削过程的实质 (13)2.2.4金属切削一些相关知识 (14)2.3有限元的基本理论 (17)2.4本文中用到的有限元理论 (19)2.5切屑-基体分离处理 (20)2.6接触分析 (21)3 二维金属切削计算机模拟过程 (22)3.1有限元模型的建立 (22)3.1.1设定作业名和标题 (22)3.1.2定义分析类型 (23)3.1.3定义单元类型 (23)3.1.4定义实常数 (24)3.1.5定义刀具和工件的材料属性 (24)3.1.6建立有限元并划分网格 (25)3.1.7定义节点耦合 (26)3.2定义接触 (27)3.3施加约束和载荷 (28)3.4求解 (28)4 结果分析 (29)4.1应力场分析 (29)4.2应变场分析 (30)致谢 (32)参考文献 (33)1 绪论1.1研究的目的和意义在机械制造的研究领域中，对金属切削过程的研究一直是国内外研究的热点和难点，因为在零件的切削加工过程中，刀具的磨损及机床的受力、受热均与金属切削过程的参数有关，同时金属切削过程中的切屑形成和剪切区应力场的变化也是一个非常复杂的过程，因此金属切削过程的研究在机械制造的研究领域中占有重要的地位[1]。
金属切削的科学研究是为揭示切削过程中的物理变化本质和规律，并有效地使用这些规律，提高切削效率和改善加工表面质量。
研究方法主要包括实验研究、理论分析和有限儿仿真等。
由于金属切削是一个十分复杂的非线性热力藕合过程，切削过程中的各种物理现象，如切削力、切削热、刀具磨损以及加工表面变质层等都以不同形式、不同程度影响加工过程，并且又相互交叉影响，利用理论分析和有限元仿真研究时必须作大量的简化假设，很难准确、全面地研究切削过程，而且，理论分析和有限儿仿真的最终结果都要依靠实验来验证。
因此，到目前为止，实验仍是研究金属切削机理的土要方法，现代金属切削研究相当大程度上仍是以实验研究为基础。
但是，随着新材料、新工艺的不断涌现，利用传统的解析方法，很难对切削机理进行定量的分析与研究。
企业切削加下操作人员往往都是利用试错法( Trial-and-error Method)来获得经验值，既费时费力，又增加了生产成本，阻碍了切削技术的发展。
同时山于实验方法本身固有的缺陷，很难得到切削过程中切削区的应变率分布、加工工件表面的温度场分布和加工工件表面的残余应力分布情况等。
计算机技术的飞速发展使得利用数值模拟方法来研究加工过程以及各种参数之间的关系成为可能。
它使用数学物理模型，利用相关理论，对所需功率、切削力、切削温度、应变、应变率、残余应力和切屑成形进行仿真。
在刀具设计、工艺选择、加工表面质量分析、可加工性估计和断屑研究中，这些计算模型一可以有效减少甚至消除反复实验次数，克服传统实验方法的费时、费力、费用昂贵等缺点，还可以从模拟结果中得出许多实验难以得到的材料力学特性和物理特性，如:加工工件和切屑的温度场分布、应力分布、应变率分布和残余应力分布等，能较好地从理论上澄清金属切削过程的难点，对实际加工也具有很大的参考价值。
近年来，有限元方法在切削工艺中的应用表明，切削工艺和切屑形成的有限元模拟对了解切削机理，提高切削质量是很有帮助的，这种数值模拟方法具有实际应用价值，并且有很大的发展空间。
1.2有限元模拟金属切削过程的国内外现状1.2.1 国外研究现状二十世纪七十年代初，美国伊利诺伊大学的Klameck[2]最早使用有限元模拟技术对金属切屑成形过程进行研究分析，通过实验验证了其模拟结果的正确性。
Doyle等人建立了一种新的有限元分析模型一粘弹性有限元分析模型，并把前刀面和切屑之间的摩擦以及刀背面和己加工表面间的摩擦都考虑到该新模型中。
到八十年代，Iwata等人利用刚塑性有限元法对金属切削过程进行了正交切削模拟分析，模拟结果得到了切屑、工件内部应力、应变的分布，由于模型中没有考虑到弹性变形，所以没有得到工件表面的残余应力.Strenkowski和Carroll[3]建立了新的切削分析模型一弹塑性有限元分析模型，采用物理准则(等效塑性应变)作为切屑分离准则。
并在分析中把刀具、工件和切屑之间的摩擦关系考虑到分析模型中，模拟得到了连续切屑成形过程和内部各变量的分布云图，模拟结果表明该物理准则在金属切削模拟分析中是有效的.进入九十年代，Moon和StrenkoWSki用Eular有限元法模拟分析金属切削过程，得到了连续带状切屑成形过程。
模拟得到了工件和刀具中的各种场变量分布云图(应力场、应变场和温度场分布等)。
Kamvopolns使用有限元分析软件ABAQUS建立了新的金属正交切削材料模型，通过在工件和切屑上预设分离线来实现切屑分离过程.模拟结果得到了切屑和刀具之间的摩擦应力以及刀具的磨损、积屑瘤情况，用弹塑性有限元模型模拟研究了摩擦系数对切屑厚度、刀一屑接触长度和各种场变量的影响变化规律.Sasahara和Obikawa等人在没有考虑切削温度和应变速率的情况下模拟了切削加工过程，用弹塑性有限元法模拟得到已加工表面的残余应力和应变分布，通过与实验结果比较，证明其模拟分析结果是比较可靠的。
Lays Olovssan等人采用任意的Lagrange-Euler方法建立了金属切削有限元模型，该方法能够有效的处理金属切削过程中的一些关键性问题，特别是对于网格畸变方面的处理。
进入二十一世纪以后，随着计算机软硬件技术的飞速发展和有限元理论的日趋完善，借助计算机进行有限元模拟分析的应用范围也是越来越广泛。
台湾科技大学的Zone-Ching Lin'等人使用更新的Lagrange法来处理金属切削分析过程中的大变形问题。
对切削过程中的一些关键间题进行了分析和处理，把材料内部的流动应力看成是应变、应变率和温度的函数来反应真实的材料模型，并采用了几何准则和物理准则结合的判断准则来判断切屑分离。
通过数值模拟分析研究了切削过程的刀具、摩擦系数和温度等因素对已加工表面质量的影响.随后，Zone-Ching Lin等人又建立另一种新的模型一弹塑性有限元分析模型，通过模拟分析结果讨论了工件、切屑和刀具中切削力和残余应力的分布规律，并对金属切削过程中的切屑成形机理进行深入的研究。
L. J. Xie等人对刀具的前、后刀面的磨损进行有限元模拟分析，并通过实验验证了模拟结果正确性。
Yung-Chang Yen和Anurag Jain等基于Lagran$ian有限元模型研究了刀尖半径对切能过程中的应力、应变和温度等变量的影响，并通过实验验证了模拟分析结果的正确性。
Martin Baker研究了平面正交切削模型中切屑形状，切削力与切削速度之间的关系，结果表面随着切削速度的增大，产生的切削热使材料软化，致使切削力会逐步减小;进入到高速切削时，就会产生锯齿状切屑.伊朗Amirkabir科技大学的R.Jalili Saffar等人基于Johnson-Cook原理建立了切削有限元分析模型，对切削力和刀具磨损等情况进行了深入的研究，并通过实验验证了模拟分析结果的正确性以及所建分析模型的合理性。
1.2.2国内研究现状随着国外的有限元分析软件的引进以及国内专家学者对有限元理论和应用软件的研究，国内在金属切削理论和有限元模拟技术方面都有了快速地发展。
