【正文】 行了研究，也取得了一系列的成績。1976 年以后，陜西機(jī)械學(xué)院等院校和單位先后做了一些車削、鉆孔、攻螺紋與磨削等試驗(yàn)研究并部分應(yīng)用于生產(chǎn)。20 世紀(jì)60 年代初開始的切削研究工作， 70 年代中期又重新開始，并在一些方面取得了系列成果，目前己制訂部分標(biāo)準(zhǔn)供選用。取得了很好效果，在生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。 切削溫度在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 近 40 年來，切削溫度的研究越來越被人們重視，特別是工業(yè)發(fā)達(dá)國家，日本、美國、前蘇聯(lián)、英國和德國等都很重視研究升發(fā)，已經(jīng)有不少成果實(shí)用化。3) 顆粒剝落與微崩刃。2) 粘結(jié)磨損。 當(dāng)切削溫度較高時(shí)，會使被加工材料軟化，與刀具間硬度差增大，有利于切削加工進(jìn)行。在切削溫度低于600℃的情況下，切削溫度直接影響切屑瘤的消長，從而影響到切屑瘤的前角，所以工作前角隨切屑溫度的變化而變化。在使用ANSYS測量分析切削溫度時(shí)，既可以測定切削區(qū)域的平均溫度，也可以測量出切屑、刀具和工件中的溫度分布。車刀切削過程中的溫度場模擬畢業(yè)論文摘要 IAbstract II1 緒論 1 概述 1 研究切削溫度的意義 1 切削溫度在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 2 研究目的、意義和內(nèi)容 22 車刀及其材料 3 車刀簡介 3 車刀的重要角度 4 車刀分類 5 刀具材料 5 刀具材料應(yīng)具備的性能 5 常用的刀具材料 6 其它刀具材料 63 金屬切削刀具基礎(chǔ) 7 金屬切削過程的基本概念 7 切削表面與切削運(yùn)動(dòng) 7 切削用量三要素 84 ANSYS軟件簡介 9 ANSYSA的定義 9 ANSYS內(nèi)容 9 ANSYS軟件提供的分析類型 95 ANSYS 對物體的熱分析 10 熱分析簡介 10 ANSYS熱分析特點(diǎn) 11 ANSYS軟件求解的基本流程 116 建立刀片模型 137 熱分析 13 建立工作文件名和工作標(biāo)題 13 定義單元類型 14 定義材料性能參數(shù) 15 導(dǎo)入幾何模型、劃分網(wǎng)格 17 加載求解 21 輸出溫度場分布圖 298 對比分析 319 結(jié)論 32致謝 34331 緒論 概述在機(jī)械制造業(yè)中，雖然已經(jīng)發(fā)展出各種不同的零件成型工藝，但目前仍有90%以上的機(jī)械零件是通過切削加工制成。本文就是通過ANSYS模擬90176。刀—屑平均摩擦系數(shù)隨切削溫度變化原因有二：一、積屑瘤前角隨切削速度而變化：① 當(dāng) θ ＜300℃時(shí)，積屑瘤前角隨著溫度的提高而增大；② 當(dāng) 300℃ θ 600℃時(shí)，積屑瘤前角隨切削溫度的升高而減小。一般認(rèn)為，刀具的磨損是由于切削過程中的高溫、高壓、切屑與前刀面間的摩擦以及工件材料中有關(guān)化學(xué)元素與之發(fā)生粘結(jié)、親和而引起的，即其磨損機(jī)制主要包括：1) 化磨損和相變磨損。在一定壓力和高溫條件下，刀尖與被加工材料接觸區(qū)隨著切屑不斷流出，雙方均不斷裸露出新的表面。由于刀具是由無數(shù)細(xì)小的顆粒構(gòu)成，顆粒之間呈晶界間的精細(xì)裂紋連接， 而且存在不均勻的內(nèi)應(yīng)力，因此當(dāng)高溫切屑流摩擦刮研刀尖時(shí)，會因工件材料硬度不均或存在硬質(zhì)點(diǎn)所產(chǎn)生的微沖擊而造成顆粒脫落或產(chǎn)生微崩刃。 日本對切削溫度的研究廣泛深人，設(shè)有專門的研究機(jī)構(gòu)。 前蘇聯(lián)在切削方面的研究較早，20 世紀(jì)50 年代末60 年代初就發(fā)表過不少有價(jià)值的論文。 英國和德國等對切削溫度的機(jī)理和應(yīng)用也進(jìn)行了大量研究開發(fā)工作，發(fā)表了不少有價(jià)值的論文，在生產(chǎn)中也得到了積極應(yīng)用。1983 年 10 月在西安召開的全國第一次切削專題討論會”，促進(jìn)了切削技術(shù)在全國的深入研究和推廣位用。 研究目的、意義和內(nèi)容自切削技術(shù)的應(yīng)用以來，以其獨(dú)特的工藝效果，極大的提高了工廠生產(chǎn)的效率，減少了生產(chǎn)成本，為企業(yè)和工廠帶來啦不少生產(chǎn)效益，從而受到國內(nèi)外機(jī)械工程專家和企業(yè)的 廣泛關(guān)注。只是到了近十幾年來，有限元技術(shù)的發(fā)展，特別是一些商用有限元軟件(如ANSYS ，ABAQUS 的開發(fā)，使之成為能夠定量分析這一過程的強(qiáng)大工具。隨著ANSYS 軟件的開發(fā)，其已經(jīng)逐漸成為一種必要的、且必不可少的研究手段。2 車刀及其材料 車刀簡介車刀的工作部分就是產(chǎn)生和處理切屑的部分，包括刀刃、使切屑斷碎或卷攏的結(jié)構(gòu)、排屑或容儲切屑的空間、切削液的通道等結(jié)構(gòu)要素。機(jī)械夾固式車刀一般是用螺釘和壓板將刀片夾緊，裝可轉(zhuǎn)位刀片的機(jī)械夾固式車刀。前角γ0根據(jù)工件材料的成分和強(qiáng)度來選取，切削強(qiáng)度較高的材料時(shí)，應(yīng)取較小的值?！?0176?！?5176。 車刀的重要角度車刀屬于單鋒刀具，因車削工作物形狀不同而有很多型式，但它各部位的名稱及作用卻是相同的。 1) 前間隙角 　　自刀鼻往下向刀內(nèi)傾斜的角度為前間隙角，因有前間隙角，工作面和刀尖下形成一空間，使切削作用集中于刀鼻。 2) 邊間隙角 　　刀側(cè)面自切削邊向刀內(nèi)傾斜的角度為邊間隙角。此角度主要是在引導(dǎo)排屑及減少排屑阻力。切削一般金屬，高速鋼車刀此角度大約為10~14度，而碳化物車刀可為正傾角也可為負(fù)傾角。同時(shí)切邊角亦可改變車刀受力方向，減少進(jìn)刀阻力，增加刀具壽命，因此一般粗車時(shí)，宜采用切邊角較大之車刀，以減少進(jìn)刀阻力，增加切削速度。其中可轉(zhuǎn)位車刀的應(yīng)用日益廣泛，在車刀中所占比例逐漸增加。本文以90176。刀具材料對刀具使用壽命、加工效率、加工質(zhì)量和加工成本等都有很大影響，因此要重視刀具材料的正確選擇與和合理使用。良好的工藝性為了便于制造，要求刀具材料有較好的可加工性。1. 高速鋼定義：是一種加入較多的鎢、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。1) 通用型高速鋼鎢鋼：典型牌號為W18Cr4V，有良好的綜合性能，可以制造各種復(fù)雜刀具。3) 粉末冶金高速鋼用高壓氬氣或氮?dú)忪F化熔融的高速鋼水，直接得到細(xì)小的高速鋼粉末，高溫下壓制成致密的鋼坯，而后鍛壓成材或刀具形狀。如大多數(shù)的車刀、端銑刀以至深孔鉆、鉸刀、拉刀、齒輪刀具等。c) 金剛石d) 立方氮化硼本文選擇硬質(zhì)合金YT15作為焊接刀片材料，其主要熱物理參數(shù)為：泊松比：67；熱膨脹系數(shù)：； kg/m3，外力加載為1180N，導(dǎo)熱系數(shù)為：150W/m*K；對流傳熱系數(shù)為：600 W/(m2*K)。車削是最基本、最常見的切削加工方法，在生產(chǎn)中占有十分重要的地位。按工藝特點(diǎn)、布局形式和結(jié)構(gòu)特性等的不同，車床可以分為臥式車床、落地車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床以及仿形車床等，其中大部分為臥式車床。過渡表面(加工表面)：工件上正被刀具切削著的表面，介于已加工表面和待加工表面之間。上圖給出了車刀進(jìn)行普通外圓車削時(shí)的切削運(yùn)動(dòng)，圖中合成運(yùn)動(dòng)的切削速度Ve、主運(yùn)動(dòng)速度Vc和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度Vf之間的關(guān)系。例如，車削加工時(shí)，工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)。Ve=Vc+Vf 切削用量三要素 切削速度vc切削速度vc是刀具切削刃上選定點(diǎn)相對于工件的主運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)線速度。進(jìn)給量f—刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對于工件的位移量，用刀具或工件每轉(zhuǎn)或每行程的位移量來表述，mm/r或mm/行程。 ANSYS 有限元、電力、電磁場及碰撞等問題。 軟件提供了 100 種以上的單元類型，用來模擬工程中的各種結(jié)構(gòu)和材料。ANSYS 程序中的靜力分析不僅可以進(jìn)行線性分析，而且也可以進(jìn)行非線性分析，如塑性、蠕變、膨脹、大變形、大應(yīng)變及接觸分析。 3) 結(jié)構(gòu)非線性分析 結(jié)構(gòu)非線性導(dǎo)致結(jié)構(gòu)或部件的響應(yīng)隨外載荷不成比例變化。5) 熱分析 程序可處理熱傳遞的三種基本類型：傳導(dǎo)、對流和輻射。還可用于螺線 5 管、調(diào)節(jié)器、發(fā)電機(jī)、變換器、磁體、加速器、電解槽及無損檢測裝臵等的設(shè)計(jì)和分析領(lǐng)域。另外，還可以使用三維表面效應(yīng)單元和熱－流管單元模擬結(jié)構(gòu)的流體繞流并包括對流換熱效應(yīng)。這種分析類型可用于換熱器、振蕩器、諧振器、麥克風(fēng)等部件及其它電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)性能分析。 ANSYS熱分析特點(diǎn) ANSYS 熱分析有以下幾個(gè)特點(diǎn)： ANSYS 功能組件熱分析能力 ANSYS/Multiphase39。此外，還可以分析相變、有內(nèi)熱源、接觸熱阻等問題。 ANSYS的圖形用戶界面對命令菜單的編排是非常有邏輯性的!前處理的命令菜單是按照單元類型(element type)、實(shí)常數(shù)（real constant）、材料屬性（material props）、建模（modeling）、劃分網(wǎng)格（meshing）這樣的順序編的。對于大多數(shù)情況，主要問題是利用平面單元以很少的計(jì)算時(shí)間即可獲得很高精度的結(jié)果。對于非線性結(jié)構(gòu)分析，如果使用線性單元細(xì)致的進(jìn)行網(wǎng)格劃分，而不是用二次單元相對粗糙的劃分，則可以以很少的花費(fèi)獲得很好的精度。3) 網(wǎng)格劃分眾所周知，對于有限元分析來說，網(wǎng)格劃分是其中一個(gè)重要的步驟，網(wǎng)格劃分的好壞直接影響到計(jì)算的精度和速度。在自由網(wǎng)格劃分時(shí)可以應(yīng)用ANSYS內(nèi)置的一個(gè)專家系統(tǒng)—智能尺寸控制系統(tǒng)—對網(wǎng)格的疏密進(jìn)行控制，也可以手工控制，建議在自由網(wǎng)格劃分時(shí)打開智能尺寸控制。使用這種方法生成的有限元網(wǎng)格形狀規(guī)則，數(shù)量要比相應(yīng)的自由網(wǎng)格少很多，可以大大節(jié)省計(jì)算時(shí)間，提高計(jì)算精度掃掠網(wǎng)格劃分是由面網(wǎng)格經(jīng)過拖拉、旋轉(zhuǎn)、偏移等方式而生成網(wǎng)格的一種網(wǎng)格劃分技術(shù)。確認(rèn)加密后產(chǎn)生的單元保持四邊形以保證掃掠成六面體單元。對于非線性分析，一般都是非常耗時(shí)的，特別是模型比較復(fù)雜時(shí)，怎樣節(jié)約機(jī)時(shí)就顯得尤為重要。通用后處理器可以用來查看整個(gè)模型在某一時(shí)間段的計(jì)算結(jié)果，而時(shí)間歷程后處理器可以用來查看模型的某一部分在整個(gè)時(shí)間段上的計(jì)算結(jié)果。SolidWorks 不僅提供如此強(qiáng)大的功能，同時(shí)對每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來說