麻花钻的建模及有限元强度分析毕业论文

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1、麻花钻的建模及有限元强度分析毕业论文目录目录I1绪论11.1引言11.2研究背景与国内外研究现状21.3本课题的研究意义31.4本课题研究的主要工作42麻花钻切削理论基础62.1麻花钻应用到的理论基础62.1.1麻花钻的组成62.1.2麻花钻的角度72.1.3基面和切削平面92.2钻削力的计算93麻花钻的建模113.1Pro/ENGINEER113.1.1Pro/ENGINEER的概述113.2.1创建毛坯11III3.2.2创建螺旋槽153.2.3创建横刃194有限元数值分析理论与ANSYS软件介绍244.1有限元方法分析过程概述244.1.

2、1连续体的离散化244.1.2单元分析244.2ANSYS软件介绍244.2.1软件功能简介254.2.2前处理模块PREP7254.2.3求解模块SOLUTION264.3静应力分析274.3.1麻花钻的静应力分析步骤284.4模态分析354.4.1模态分析:模态分析的定义和模态分析介绍354.4.2在ANSYS中有以下几种提取模态的方法：354.4.3模态分析中的四个主要步骤：364.4.4模态分析步骤:365钻削过程的模拟仿真与DEFORM-3D软件介绍465.1deform-3d软件介绍465.1.1deform-3d软件简介465.1

3、.2deform-3d的操作流程46III5.2钻削过程仿真49致谢60参考文献61外文文献译文62III陕西理工学院毕业设计论文1绪论1.1引言切削加工是机械加工制造应用最多的加工方式之一，它可以应用在几乎所有的机械加工制造行业当中，是国民生产的重要支柱。各国对于此领域的投入都颇为巨大，例如美国的年投入经费就超过3000亿美元。而一个产品的加工精度高低、质量好坏取决于整个加工系统的性能，不是单一依靠某个环节的，包括了机床、夹具、刀具等。在全球化激烈竞争的背景下，特别是机械制造业技术水平突飞猛进的今天，提高切削加工尤其是精密和超精密切削的生产效

4、率和加工质量，就成为了必须重点研究的课题，需要深入地研究切削机理、切削加工和切屑形成理论。但研究切削过程也是一个非常复杂的课题，它不但涉及到多个学科的理论知识；切削的质量又受到刀具几何参数、工件材料、温度分布、应力和刀具磨损等影响；在切削加工中，切削表面的残余应力和残余应变又能严重影响了工件的精度和疲劳寿命。所以，利用传统的解析方法，很难对切削机理进行定量的分析和研究，都局限在经验化范围内，这严重影响了切削加工的效率，并导致加工成本高、加工过程中错误甚至事故的频繁发生。随着计算机仿真技术在机械制造行业中应用范围的不断扩展，一些学者将其引入到切削

5、加工领域，从而形成了仿真技术，使得利用有限元仿真方法来研究切削加工过程以及各种参数之间的关系成为可能。通过应用一些商用有限元软件，工程师和研究人员可以定量分析这一过程，降低了切削过程分析的成本同时也提高了分析的质量。通过应用有限元软件进行仿真模拟分析得出的数据与通过实验得到的数据基本吻合，说明仿真模拟具有很高的可靠性，可作为研究设计的依据。根据最新的资料显示，目前的研究主要集中在以下几个方面：(1)一般材料去除与切削过程的研究；（2）特殊加工过程的计算机模拟的研究；（3）切削过程的几何与过程参数的研究；（4）加工过程中的热研究；（5）加工过程中

6、残余应力的研究；（6第75页共66页陕西理工学院毕业设计论文）加工机床的动力学研究与控制；（7）机床磨损与误差的研究；（8）切屑形成机理的研究；（9）最优化与其他主题的研究。本文将采用有限元法研究切削过程中刀具几何参数的变化对整个切削过程的影响。1.2研究背景与国内外研究现状计算机模拟加工过程是制造工程领域的重要成果之一，由于使用了计算机模型对所需切削力、切削温度、切削形成过程等进行仿真，大大简化了整个研究中试验过程，减少了反复试验，节约了研究成本和人力，具有很高的价值。研究该领域的学者，都倾向于应用有限元进行切削过程分析建模，有限元法的优点是

7、让计算机能够自动模拟整个切削的复杂过程。几十年来的深入研究，人们对于计算机模拟已经有了比较全面的了解，建模方法已经从最初的简单剪切平面法发展到更加复杂的有限元方法，而有限元方法是最新趋势的代表。有限元法有着强大的应用能力，可以包含几乎所有金属切削过程的各个方面，可以同时解决在刀—屑接触面摩擦的应力平衡方程、应力—应变增量关系式、热传导方程、材料本构方程和应力特性方程。这个方法可能比其他方法更细致地揭示金属切削过程。国内外的研究者在有限元分析法上都做了细致的研究，取得了很多卓越的成果，可也还是留下了一些发展的空间，让我们后人去探索。MerChan

8、t、Piispanen和Leeandshaffer是最早应用分析模型的学者，他们利用了切屑角模型来分析切屑在生成过程中的角度与刀具前角的关系。1960