基于ANSYS的切削加工受力分析畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、論文題目：基于ANSYS的切削加工受力分析摘要1ANSYS簡介2ANSYS分析過程3分析結(jié)論4目錄1.摘要金屬切削是機(jī)械制造行業(yè)中的一類重要的加工手段。早在一百多年前人們就已經(jīng)開始了對(duì)金屬切削過程的研究。由于金屬切削本身具有非常復(fù)雜的機(jī)理，用傳統(tǒng)的研究方法研究非常困難。本文應(yīng)用有限元分析方法，利用材料變形的彈塑性理論及金屬切削根本原理，建立工件材料的模型,借助大型商業(yè)有限元分析軟件ANSYS, 通過輸入材料性能參數(shù)、 建立有限元模型、施加約束及載荷、計(jì)算, 對(duì)正交金屬切削的受力情況進(jìn)行了模擬。最后得出應(yīng)力云圖，進(jìn)行分析。2.有限元分析軟件 ANSYS ANSYS有限元軟件包是一個(gè)多用途的有限元

2、法計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)程序，可以用來求解結(jié)構(gòu)、流體、電力、電磁場及碰撞等問題。軟件主要包括三個(gè)局部：前處理模塊，分析計(jì)算模塊和后處理模塊。前處理模塊提供了一個(gè)強(qiáng)大的實(shí)體建模及網(wǎng)格劃分工具，用戶可以方便地構(gòu)造有限元模型。分析計(jì)算模塊包括結(jié)構(gòu)分析、流體動(dòng)力學(xué)分析、電磁場分析、聲場分析、壓電分析以及多物理場的耦合分析，可模擬多種物理介質(zhì)的相互作用，具有靈敏度分析及優(yōu)化分析能力；后處理模塊可將計(jì)算結(jié)果以彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、粒子流跡顯示、立體切片顯示、透明及半透明顯示可看到結(jié)構(gòu)內(nèi)部等圖形方式顯示出來，也可將計(jì)算結(jié)果以圖表、曲線形式顯示或輸出。 3.切削加工受力分析的ANSYS求解 本文在 ANSY

3、S中工件選擇 45 號(hào)鋼, 查材料手冊(cè)得相關(guān)數(shù)據(jù): 彈性模量E=200GPa, 泊松比 。刀具選用YT類硬質(zhì)合金, 查材料手冊(cè)得相關(guān)數(shù)據(jù): 刀具的彈性模量為600GPa, 泊松比為 。刀具采用前角 10, 后角8，切削厚度為 2mm進(jìn)行切削。 選擇單元類型：工件選用solid185單元，刀具選用solid45單元。 選擇工件單元模型solid185定義刀具單元類型solid45 定義工件材料屬性 定義工件彈性模量和泊松比定義刀具材料屬性定義刀具彈性模量和泊松比 定義摩擦系數(shù)定義摩擦系數(shù)創(chuàng)立模型 在笛卡爾坐標(biāo)系下，逐個(gè)輸入關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)，將關(guān)鍵點(diǎn)連成線，再生成面。建立的二維切削模型將二維模型拉伸而

4、成的立體模型將模型劃分網(wǎng)格施加約束、分析求解TEXT給劃分好網(wǎng)格的模型創(chuàng)立摩擦接觸對(duì)，施加位移約束，分載荷步求解得出切削受力的應(yīng)力云圖。第五載荷步應(yīng)力圖4.結(jié)論 由應(yīng)力云圖圖知，在靠近切削刃的應(yīng)力具有最大值，在前刀面上，有效應(yīng)力從切削刃處開始急劇下降，后刀面上的有效應(yīng)力下降較為緩慢。在刀尖附近應(yīng)力最大，工件整個(gè)受力情況較為均勻。由于刀尖部位為最大應(yīng)力點(diǎn)，由此可知刀具破壞的主要形式為刀尖和刀刃破壞，因此選用高強(qiáng)度刀片材料對(duì)于增加刀具強(qiáng)度是十分必要的。由于切削過程中會(huì)產(chǎn)生高溫，且刀具與工件材料之間存在較大壓力，因此當(dāng)溫度和應(yīng)力到達(dá)一定水平時(shí)，在應(yīng)力最大處就可能產(chǎn)生刀刃點(diǎn)蝕以及刀具材料塑性變形，使加工精度難以保證，為此必須調(diào)整切削參數(shù)以降低應(yīng)力，以保證刀具在穩(wěn)定的切削狀態(tài)下工作。此外，由于刀尖部位應(yīng)力最大，磨損嚴(yán)重，將直接影響加工質(zhì)量，因此需要及時(shí)檢查刀具狀況并進(jìn)行刀具補(bǔ)償。 以上述分析為理論依據(jù)，即可在切削加工中正確選擇和使用刀具，合理調(diào)