基于abaqus的金属切削过程有限元仿真研究

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1、中图分类号：TP277密级：公开UDC：621学校代码：10082硕士学位论文基于ABAQUS的金属切削过程有限元仿真研究论文作者：赫连旭阳指导教师：张新聚副教授企业指导教师：任淑荣副高级工程师申请学位类别：工程硕士（在职培养）学科、领域：机械工程所在单位：机械工程学院答辩日期：2017年12月万方数据ClassifiedIndex：TP277SecrecyRate：PublicizedUDC：621UniversityCode：10082HebeiUniversityofScienceandTechnologyDiss

2、ertationfortheMasterDegreeFiniteElementSimulationResearchofMetalCuttingProcessBasedonABAQUSCandidate：HelianXuyangSupervisor:Prof.ZhangXinjuAssociateSupervisor：SeniorEngineerRenShurongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalEngineeringEmpl

3、oyer：SchoolofMechanicalEngineeringDateofOralExamination:December,2017万方数据河北科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日--------------

4、---------------------------------------------------------------------------------------------河北科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权河北科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。□保密，在年解密后适用本授权书。本学

5、位论文属于□不保密。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日万方数据摘要摘要金属切削广泛应用于机械零件的加工，所以研究金属的切削加工过程有着十分重要的意义。切削力、切削温度和刀具磨损是反映金属的切削过程主要物理特性指标。在金属切削过程中切削热和通过切削热生成的切削温度，直接影响了刀具的磨损程度和其使用寿命，同时也会影响加工工件的表面质量和加工精度。长久以来，人们主要是从金属切削理论和金属切削试验两个大方面来进行金属切削研究的。许多学者对金属切削过程中切削力的预测作了非常多的理论上的研究计算工

6、作，希望从理论上获得金属切削过程中的切削力的计算公式，但是由于切削的过程相对复杂，影响切削过程中切削力变化的因素非常多，这些因素都给建立金属切削过程中切削力预测理论模型带来非常大的困难，很难推理出一个合理的能广泛应用的公式。而金属切削试验一般是利用正交试验法，通过实际试验获得金属切削过程中切削力的数据，再通过回归分析方法总结出经验公式，但通过实际加工操作证实，加工的条件如果发生较大变化的话，通过经验公式计算得到的切削力与实际情况相差比较大，通用性不强。使用ABAQUS软件模拟仿真金属切削过程在应用其刀具的设计和切削参数的

7、优化等方面相较金属切削理论和金属切削试验研究具有显著的优势，所以有限元法是分析与研究金属切削过程的一种有效方法。本论文的主要研究内容就是利用有限元分析软件ABAQUS建立金属切削过程仿真的有限元模型，并仿真切削加工过程同时得出其有限元分析结果。通过ABAQUS的模拟仿真，研究不同切削条件下切削力、刀具应力和切削温度等参数的变化规律，并对照实际试验测得的结果进行对比分析，探索出一种全新有效的研究方法。结果表明：不管刀具的前角如何变化，最大等效应力都出现在了前刀面主切削刃周围的区域，后刀面上也出现了比较大的应力分布区域；刀具

8、应力分别随着进给量、切削深度与切削速度的增大而增大，其中切削速度的影响相较于进给量和切削深度更为明显；无论切削深度、进给量、平均切速和刀具前角如何变化，切削温度的最高点的地方都是在刀具的前刀面上主切削刃的附近。本文的研究结果说明，通过ABAQUS进行的金属切削仿真能够对其切削过程的各主要物理要素进行理论预报，可以为金