麻花钻的建模及强度分析论

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1、麻花钻的建模及强度分析[摘要]：采用三维建模软件建立麻花钻的三维模型，分析刀具在工作时的受力情况。应用有限元软件对麻花钻进行模态分析，研究其结构的震动特性。利用deform软件对麻花钻的工作过程进行模拟仿真。[关键词]：麻花钻；三维建模；ansys分析；deform仿真TwistdrillmodelingandtheanalysisofitsintensionAbstract:Thisarticalintroducedthe3Dmodelingmethodoftwistdrillandtheanaly

2、sisoftwistdrillwhenitbehaves.FiniteelementsoftwareformodalanalysisTwist.Deformsoftwareusingprocesssimulationwork.KeyWords:twistdrill；ansys；deform；simulation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.

3、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113.2.2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244.1.1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.

4、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465.1.2deform-3d的操作流程465.2钻削过程仿真49致谢60参考文献61外文文献译文621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

5、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

6、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

7、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）加工过程中残余应力的研究；（6）加工机床的动力学研究与控制；（

8、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