基于ProMechanica的数控立铣刀优化设计张崇波毕业论文开题报告

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1、毕业设计开题报告基于Pro/Mechanica的数控立铣刀优化设计系别：机械工程系班级：机械维修及检测技术教育学生姓名：张崇波指导教师：刘朝华2007年12月12日毕业设计开题报告课题题目基于Pro/Mechanica的数控立铣刀优化设计课题性质工程设计课题来源科研立项成果形式设计说明书同组同学无开题报告内容（见附页）指导教师意见（课题难度是否适中、工作量是否饱满、进度安排是否合理、工作条件是否具备等）指导教师签名：月日专家组及系里意见（选题是否适宜、各项内容是否达到毕业设计（论文）大纲要求、整改意见等）专家组成员签

2、字：教学主任（签章）：月日一、课题的意义同其他有限元软件包相比，Pro/Engineer软件可以完全实现几何建模和有限元分析的集成。绝大部分有限元软件的集合建模功能比较弱，这些有限元软件通常通过IGES格式或者STEP个市进行数据交换，而这样做最大的弊端在于容易造成数据的丢失，因此常常需要花费大量的时间与精力进行几何模型的修补工作。使用Pro/Mechanica恰好可以克服这一点，该软件可以直接利用Pro/Engineer的几何模型进行有限元分析。由于Pro/Engineer具有强大的参数化功能，那么在Pro/Mec

3、hanica中就可以利用这种参数化工具的优点，进行模型的灵敏度分析和优化设计，具体地说，当模型的一个或多个参数在一定范围内变化时，求解出满足一定的设计目标，如质量最小，应力最小等的最佳化几何模型。利用有限元分析使得我们的设计在制作前就可以看见它的力学性能等，可以保障我们的设计更贴合实际，与此同时更降低了生产的成本。这正是这个课题的意义。本课题将有限元设计方法引入高精度数控刀具的强度、刚度分析中,以高精度数控刀具中的立铣刀为研究对象,进行基于Pro/MECHANICA的数控刀具有限元分析，以获得刚度最大的刀具最优截型。

4、二、国内外发展状况随着计算机技术的高速发展，计算机辅助工程(CAE)作为一项跨学科的数值模拟分析技术，越来越受到科技界和工程界的重视。现在，国外在科学研究和工业化应用方面，计算机辅助工程技术已达到了较高的水平，许多大型的通用分析软件已相当成熟并已商品化，计算机模拟分析不仅在科学研究中普遍采用，而且在工程上也已达到了实用化阶段。美国于1998年成立了工程计算机模拟和仿真学会(ComputerModelingandSimulationinEngineering)，其它国家也成立了类似的的学术组织。各国都在投入大量的人力和

5、物力，加快人才的培养。正是各行业中大批掌握CAE技术的科技队伍推动了CAE技术的研究和工业化应用，CAE技术在国外已经广泛应用于不同领域的科学研究，并普遍应用于实际工程问题，在解决许多复杂的工程分析方面发挥了重要作用。通过多年的不懈努力，我国在CAE仿真分析方面也取得了长足进步，建立了自己的计算机辅助工程科技队伍，在许多领域开展了CAE技术的研究和应用。但目前我们的CAE技术与发达国家相比仍存在一定的差距，特别是在具有自主知识产权的大型通用分析软件的开发和CAE技术的工业化应用方面，这种差距还相当明显。目前，ABAQ

6、US、ANSYS、NASTRAN等大型通用有限元分析软件已经引进我国，在汽车、航空、机械、材料等许多行业得到了应用，而且我们在某些领域的应用水平并不低。不少大型工程项目也采用了这类软件进行分析。我国已经拥有一批科技人员在从事CAE技术的研究和应用，取得了不少研究成果和应用经验，使我们在CAE技术方面紧跟住现代科学技术的发展。三、研究内容、研究方法及研究手段研究内容:以二齿平头、二齿球头等数控立铣刀为研究对象，具体内容包括：（1）建立数控立铣刀的三维设计模型；（2）在三维模型的基础上，基于Pro/MECHANICA模块

7、完成数控立铣刀结构的有限元分析。具体包括：1）通过静力分析，得到铣刀的受力和变形的初步分析结果；2）通过局部灵敏度分析，挑选出对刚度影响较大的参数；3）通过全局灵敏度分析，挑选出影响刚度的参数变化范围。（3）对有限元结果进行分析，得到优化的设计模型，完成刀具结构的优化设计。研究方法：以二齿平头、二齿球头等数控立铣刀为研究对象，具体方法如下：（1）在Pro/Engineer野火版环境下，建立数控立铣刀的三维设计模型；（2）在Pro/MECHANICA环境下完成数控立铣刀的有限元分析；（3）根据不同参数有限元分析的结果，

8、选出最佳的设计方案。研究手段：以二齿平头、二齿球头等数控立铣刀为研究对象，研究手段如下：Pro/MECHANICA软件可以实现和Pro/E的完全无缝集成。同其他有限元软件相比，Pro/ENGINEER软件可以完全实现几何建模和有限元分析的集成。由于Pro/E具有强大的参数化功能，那么在Pro/MECHANICA中就乐意利用这种参数化工具的优点，