【正文】 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 第 6 頁 共 66 頁 2 麻花鉆切削理論基礎(chǔ) 麻花鉆應(yīng)用到的理論基礎(chǔ) 麻花鉆的組成 麻花鉆是孔加工過程中應(yīng)用最廣泛的一種工具，即可在實(shí)心材料上鉆孔，也可將已有孔進(jìn)行擴(kuò)大。隨著麻花鉆的刃磨變短，導(dǎo)向部分也是切削部分的準(zhǔn)備部分。為了減小麻花鉆與孔壁的摩擦 ，導(dǎo)向部分做有兩條窄的刃帶，且外徑磨有倒錐量，即外徑從切削部分向刀柄逐漸減少。 所示。且主切削刃上 各點(diǎn)的端面刃傾角是變化的，愈靠近鉆頭中心端面刃傾角的絕對(duì)值愈大。 圖 前角 麻花鉆的前角 是正交平面內(nèi)前刀面與基面間的夾角。其切削條件很差。 鉆頭的后角是刃磨得到的，刃磨時(shí)要注意使其外緣處磨得小些（約 8176。）。 ~55176。在鉆削時(shí)，如果忽略進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，鉆頭就只有圓周運(yùn)動(dòng)，主切削刃上每一點(diǎn)都繞鉆頭軸 線做圓周運(yùn)動(dòng)，它的速度方向就是該點(diǎn)所在圓的切線方向，如圖 中 A點(diǎn)的切削速度 垂直于 A 點(diǎn)的半徑方向， B 點(diǎn)的切削速度 垂直于 B 點(diǎn)的半徑方向。切削刃上各點(diǎn)的切削平面與基面在空間相互垂直，并且其位置是變化的。n(r/s),r=， d=20mm， n=320r/min,f= 工件材料 鋼 1 表 各主要參數(shù) 代入?yún)?shù)計(jì)算得 F=6337N，按比例施加在橫刃和主切削刃上。進(jìn)過 10 余年的發(fā)展， Pro/ENGINEER 已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。是一款有設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的機(jī)械自動(dòng)化軟件，是新一代的產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個(gè)參數(shù)化。如圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 第 12 頁 共 66 頁 圖 創(chuàng)建環(huán)境選擇 創(chuàng)建拉伸特征。 圖 拉伸截面 單擊確定按鈕，在操控面板內(nèi)輸入深度值為 238，單擊確定按鈕完成。 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 第 20 頁 共 66 頁 圖 單一螺旋槽的創(chuàng)建 選擇可變掃描特征，單擊編輯 陣列，選擇中心軸為旋轉(zhuǎn)軸，陣列個(gè)數(shù)為 2 ，角度為 180，單擊確定，結(jié)果如圖 所示。 圖 圓弧的繪制 .單擊邊界混合按鈕，選擇一圓弧和橫刃直線，單擊確定，如圖 所示。 圖 麻花鉆 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 第 25 頁 共 66 頁 4 有限元數(shù)值分析理論與 ansys 軟件介紹 有限元方法分析過程概述 有限元法的基本思想是：把要分析的連續(xù)體離散化，即將連續(xù)體變換成為有限個(gè)單元所組成的組合體，這些單元體之間只是通過結(jié)點(diǎn)來連接和制約。然后利用插值函數(shù)確定單元集合體上的場(chǎng)函數(shù)。 單元分析 建立各個(gè)單元的結(jié)點(diǎn)位移和結(jié)點(diǎn)力之問的關(guān)系式。 軟件功能簡(jiǎn)介 軟件主要包括三個(gè)部分：前處理模塊，分析計(jì)算模塊和后處理模塊。這個(gè)模塊主要有兩部分內(nèi)容：實(shí)體建模和網(wǎng)格劃分。無論使用自頂向下還是自底向上方法建模，用戶均能使用布爾運(yùn)算來組合數(shù)據(jù)集，從而“雕塑出”一個(gè)實(shí)體模型。 自底向上進(jìn)行實(shí)體建模時(shí)，用戶從最低級(jí)的圖元向上構(gòu) 造模型，即：用戶首先定義關(guān)鍵點(diǎn)，然后依次是相關(guān)的線、面、體。映像網(wǎng)格劃分允許用戶將幾何模型分解成簡(jiǎn)單的幾部分，然后選擇合適的單元屬性和網(wǎng)格控制，生成映像網(wǎng)格。 點(diǎn)擊快捷工具區(qū)的 SAVE_DB 將前處理模塊生成的模型存盤，退出 Preprocessor ，點(diǎn)擊實(shí)用菜單項(xiàng)中的 Solution ，進(jìn)入分析求解模塊。 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。 結(jié)構(gòu)非線性分析 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 第 28 頁 共 66 頁 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。 熱分析 程序可處理熱傳遞的三種基本類型：傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。還可用于螺線管、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(cè)裝置等的設(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(duì)流換熱效應(yīng)。 Types 對(duì)話框?qū)⒊霈F(xiàn)。 ok。第二個(gè)對(duì)話框?qū)⒊霈F(xiàn) structural linearElasticIsotropic。 OK。 加載約束，選擇“ ALL DOF”點(diǎn)擊 OK ，如圖 所示。如圖 . 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 第 33 頁 共 66 頁 圖 主切削刃上點(diǎn)的拾取 Y 方向上施加 2535N 的力。退出分析。 2. fileChang Job NameMTyesOK。 Types 對(duì)話框?qū)⒊霈F(xiàn)。 指定材料性能 PreprocessorMaterial Props Material ModelsDefine Material Material Models Behavior。 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 第 38 頁 共 66 頁 EX 為 。指定 IGES 模型存儲(chǔ)路徑 劃分網(wǎng)格 1. PreprocessorMeshingMeshTool,彈出一對(duì)話框，如下圖 設(shè)置參數(shù)： 圖 網(wǎng)格劃分設(shè)置 點(diǎn)擊“ Mesh” 又彈出一選擇對(duì)話框。 2. General PostrocPolt ResultsConter PoltNodal Solu，選取“ Stressvon Mises stress,查看應(yīng)力圖 ,應(yīng)變圖，振型圖?？s短新產(chǎn) 品的研究開發(fā)周期。 ③ PDA:MSC 公司的軟件 Patran 的三維實(shí)體造型及有限元網(wǎng)格文件格式。網(wǎng)格劃分可以控制網(wǎng)格的密度，使網(wǎng)格的數(shù)量進(jìn)一步減少，有不至于在變形劇烈的部位產(chǎn)生嚴(yán)重的網(wǎng)格畸變。該值設(shè)置完成在網(wǎng)格單元數(shù)量中可以看到網(wǎng)格的大概數(shù)目，但無法在那里修改，只能通過修改最大或最小單元尺寸來修改網(wǎng)格數(shù)目。 為了更方便的使用戶模擬塑性成形工藝，該軟件提供了 100 余種材料（包括碳鋼、合金鋼、鋁合金、鈦合金、銅合金等）的塑性性能數(shù)據(jù)，以及多種材料模型。通常，最簡(jiǎn)單，計(jì)算效率最高的定義是用二維曲線 (ZD平面或是軸對(duì)稱鍛造 )或是 三維空間 曲面 (3D鍛造 )描述模具參與接觸部分的外表面輪廓，用剛性接觸體描述。還有一類剛性接觸體為對(duì)稱面，定義在工件上具有對(duì)稱邊界條件位置處， 起施加對(duì)稱邊界條件的約束作用。因此，保證仿真過程中材料經(jīng)過較大流動(dòng)后分析仍然可以繼續(xù)，獲得的結(jié)果仍然具有足夠的精度是非常重要的。 （ 8）后處理 DEFORM 后處理菜單為用戶提供了直觀方便的評(píng)價(jià)成形過程，成形產(chǎn)品質(zhì)量，工具損傷的必須信息以及圖片，文本和表格形式提取和保存所需結(jié)果的各種工具。也可利用分析結(jié)果 制作動(dòng)畫 和電影。在后處理界面中顯示工件流動(dòng)過程中應(yīng)力，應(yīng)變，應(yīng)變率和溫度的分布變化，幫助工藝 設(shè)計(jì)師 評(píng)定工件的加工質(zhì)量。 工件材料選擇中碳鋼。 圖 方向受力 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 第 51 頁 共 66 頁 圖 Step50X 方向受力 圖 Step100X 方向受力 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 第 52 頁 共 66 頁 圖 Step150X 方向受力 圖 Step200X 方向受力 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 第 53 頁 共 66 頁 圖 step1Y 方向受力 圖 step50Y 方向受力 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 第 54 頁 共 66 頁 圖 step100Y 方向受力 圖 step150Y 方向受力 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 第 55 頁 共 66 頁 圖 step200Y 方向受力 圖 step1Z 方向受力與應(yīng)力變化 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 第 56 頁 共 66 頁 圖 step20Z 方向受力與應(yīng)力變化 圖 step70Z 方向受力與應(yīng)力變化 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 第 57 頁 共 66 頁 圖 step190Z 方向受力與應(yīng)力變化 圖 step241Z 方向受力與應(yīng)力變化 鉆削過程中的溫度變化 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 第 58 頁 共 66 頁 圖 step1 溫度變化 圖 step90 溫度變化 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 第 59 頁 共 66 頁 圖 step180 溫度變化 圖 step204 溫度變化 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 第 60 頁 共 66 頁 圖 step237 溫度變化 圖 step271 溫度變化 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 第 61 頁 共 66 頁 致 謝 在這將近 4 個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)旅程中，我收獲了很多知識(shí)、技能，也提高了自己的動(dòng)手分析、解決問題的能力，為我以后邁入社會(huì)參加工作增添了更多的自信。 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文 第 62 頁 共 66 頁 參考文獻(xiàn) [1] 薛風(fēng)先、胡任喜、康士延［ 機(jī)械與結(jié)構(gòu)的有限元分析］ 機(jī)械工業(yè)出版社 2020 年 3月 [2] 張應(yīng)遷、張洪才［ ANSYS 有限元分析從入門到精通］人民郵電出版社 2020 年 7 月 [3] 龔曙光 ［ ANSYS 基礎(chǔ)應(yīng)用及范例解析］機(jī)械工業(yè)出版社 2020 年 1 月 [4] 鐘日銘［ Pro/ENGINEER 基礎(chǔ)入門與范例解析］清華大學(xué)出版社 2020 年 3 月 [5] 王健石［機(jī)械加工常用刀具數(shù)據(jù)速查手冊(cè)］機(jī)械工業(yè)出版社 2020 年 9 月 [6] 楊榮富、董