【正文】 工作量。常見的單元有：桿單元，梁?jiǎn)卧?，三角形單元，矩形單元，四邊形單元，曲邊四邊形單元，四面體單元，六面體單元以及曲面六面體單元等等。如圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 17 頁 共 66 頁圖 草繪平面的選取設(shè)置包絡(luò)的圓點(diǎn)，繪制圖形如圖 所示圖 包絡(luò)原點(diǎn)的放置單擊確定按鈕，繪制的包絡(luò)曲線如圖 所示。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 11 頁 共 66 頁3 麻花鉆的建模 Pro/ENGINEER Pro/ENGINEER的概述1985 年，PTC 公司成立于美國波士頓，開始參數(shù)化建模 軟件的研究?！M刃斜角是在鉆頭的端面投影中，橫刃與主切削刃之間的夾角。由于主切削刃上各點(diǎn)的基面不同，各點(diǎn)的主偏角也隨之改變。麻花鉆的結(jié)構(gòu)刀體：刀體是麻花鉆的主要部分，它又分為切削部分和導(dǎo)向部分。通過以上的了解，對(duì)于切屑形成過程的有限元模擬方面，國內(nèi)的 2D 模擬發(fā)展相對(duì) 3D 模擬較快，甚至能夠?qū)λ苄暂^差的工件材料的切削進(jìn)行 2D 模擬；國內(nèi)的仿真主要停留在 2D 領(lǐng)域，不僅視覺效果不夠理想，而且模擬的能力僅局限于正交切削范圍，其它大部分的切削情況都不能模擬，如包含斜刃切削的車削、刨削、銑削、鉆削等切削加工情況。 研究背景與國內(nèi)外研究現(xiàn)狀計(jì)算機(jī)模擬加工過程是制造工程領(lǐng)域的重要成果之一，由于使用了計(jì)算機(jī)模型對(duì)所需切削力、切削溫度、切削形成過程等進(jìn)行仿真，大大簡(jiǎn)化了整個(gè)研究中試驗(yàn)過程，減少了反復(fù)試驗(yàn)，節(jié)約了研究成本和人力，具有很高的價(jià)值。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。作 者 簽 名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日 　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。通過應(yīng)用有限元軟件進(jìn)行仿真模擬分析得出的數(shù)據(jù)與通過實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)基本吻合，說明仿真模擬具有很高的可靠性，可作為研究設(shè)計(jì)的依據(jù)。2022 年華南理工大學(xué)的何振威、全燕鳴和樂有樹用 DEFORM2D 軟件建立了典型的正交切削模型，研究了高速切削中切削熱在切屑、工件和刀具部分的量化分配規(guī)律。Deform3d 是 SFTC 公司開發(fā)的基于有限元分析的工藝仿真軟件，針對(duì)復(fù)雜的金屬成型過程，能夠分析各種成型、熱處理工藝，對(duì)加工過程中因工件材料、刀具材料的剪切變形、切削溫度內(nèi)應(yīng)力等因素進(jìn)行分析，是正確選擇刀具材料、刀具角度和切削用量 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 5 頁 共 66 頁以及進(jìn)行材料加工性分析的依據(jù)。如圖 所示，其值總是負(fù)的。~30176。鉆削力和扭矩 主切削刃 橫刃 棱帶軸向力 40 57 3扭矩 80 10 10表 麻花鉆受力分布軸向力F= (N)切削功率 =2 （W）表 高速鋼麻花鉆切削力及功率計(jì)算公式計(jì)算公式 單位 d（mm） ；f（mm/r）。如圖 圖 草繪平面選取 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 13 頁 共 66 頁單擊圓心和圓點(diǎn)按鈕，繪制直徑為 20mm 的圓，作為拉伸截面，如圖 所示。并對(duì)每個(gè)單元根據(jù)分塊近似的思想，假設(shè)一個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)近似地表示單元內(nèi)位移的分布規(guī)律，再利用力學(xué)理論中的變分原理或其他方法，建立結(jié)點(diǎn)力與位移之問的力學(xué)特性關(guān)系，得到一組以結(jié)點(diǎn)位移為未知量的代數(shù)方程，從而求解結(jié)點(diǎn)的位移分量。用戶利用這些高級(jí)圖元直接構(gòu)造幾何模型，如二維的圓和矩形以及三維的塊、球、錐和柱。靜力分析很適合求解慣性和阻尼對(duì)結(jié)構(gòu)的影響并不顯著的問題。并且可以利用后處理功能產(chǎn)生壓力、流率和溫度分布的圖形顯示。 PRXY 為 。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 37 頁 共 66 頁 模態(tài)分析中的四個(gè)主要步驟： 建模 選擇分析類型和分析選項(xiàng) 施加邊界條件并求解 評(píng)價(jià)結(jié)果 模態(tài)分析步驟: 指定分析標(biāo)題并設(shè)置分析范疇 1. filestart New, ” Do Not FileNO ” OK。 導(dǎo)入麻花鉆的模型 importIGES ” ImportIGES File ” 對(duì)話框OK。 但 是 它 也 接 收 外 部 程 序 所 生 成 的 六 面體 (磚 塊 )網(wǎng) 格 。 實(shí) 際 鍛 造 過 程 中 ， 模 具或 多 或 少 都 存 在 變 形 ， 當(dāng) 要 分 析 模 具 的 溫 度 和 變 形 時(shí) ， 可 將 模 具 離 散 成 為 具 有 溫 度和 位 移 自 由 度 的 有 限 單 元 ， 定 義 成 為 可 變 形 的 接 觸 體 ， 這 會(huì) 使 計(jì) 算 的 規(guī) 模 增 加 ， 但是 分 析 結(jié) 果 更 加 合 乎 實(shí) 際 情 況 。 一 旦 模 具 設(shè) 計(jì) 和 初 始 坯 料 形 狀 尺 寸 不 合 理 ， 從 分 析 結(jié) 果 中 可 顯 示 出 材 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 50 頁 共 66 頁料 流 動(dòng) 受 阻 后 可 能 出 現(xiàn) 的 開 裂 或 是 重 疊 ， 從 歷 程 顯 示 可 以 提 取 模 具 成 形 力 隨 行 程 的變 化 曲 線 ， 是 一 個(gè) 從 設(shè) 備 加 工 能 力 ， 設(shè) 備 消 耗 角 度 來 設(shè) 計(jì) 加 工 工 藝 的 必 須 指 標(biāo) 。在學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的熱切關(guān)懷下，在老師的悉心指導(dǎo)下，在其他同學(xué)無私的幫助下，我完成了自己的本科畢業(yè)論文，給四年大學(xué)生涯畫上了一個(gè)圓滿的句點(diǎn)。DEFORM 支 持 在 加 工 過 程 中 以 等 值 線 ， 分 布 云 圖 ， 數(shù) 值 符 號(hào) ， 色 標(biāo) ， 等 值 面 和 切 平面 矢 量 等 方 式 顯 示 各 種 場(chǎng) 變 量 分 布 。在 材 料 庫 中 ， 對(duì) 每 一 種 支 持 的 材 料 提 供 了 不 同 溫 度 和 應(yīng) 變 率 下 材 料 流 動(dòng) 應(yīng) 力 應(yīng) 變曲 線 和 膨 脹 系 數(shù) ， 彈 性 模 量 ， 泊 松 比 ， 熱 導(dǎo) 率 等 隨 溫 度 的 變 化 曲 線 。 的操作流程（ 1） 導(dǎo) 入 幾 何 模 型 在 DEFORM3D 軟 件 中 ， 不 能 直 接 建 立 三 維 幾 何 模 型 ， 必 須 通 過 其 他 CAD/CAE軟 件 建 模 后 導(dǎo) 入 導(dǎo) DEFORM 系 統(tǒng) 中 ， 目 前 ， DEFORM3D 的 幾 何 模 型 接 口 格 式 有 : ① STL:幾 乎 所 有 的 CAD 軟 件 都 有 這 個(gè) 接 口 。 1。如圖 所示。 Element Types 對(duì)話框中的 Close 按鈕。熱傳遞的三種類型均可進(jìn)行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)、線性和非線性分析。 ANSYS 程序自由網(wǎng)格劃分器功能是十分強(qiáng)大的，可對(duì)復(fù)雜模型直接劃分，避免了用戶對(duì)各個(gè)部分分別劃分然后進(jìn)行組裝時(shí)各部分網(wǎng)格不匹配帶來的麻煩。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（可進(jìn)行線性分析、非線性分析和高度非線性分析） 、流體動(dòng)力學(xué)分析、電磁場(chǎng)分析、聲場(chǎng)分析、壓電分析以及多物理場(chǎng)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。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 23 頁 共 66 頁圖 單邊混合選擇編輯命令，實(shí)體化，如圖 所示?；谔卣鞯膶?shí)體造型系統(tǒng)，并且具有單一數(shù)據(jù)庫功能的綜合性 MCAD 軟件。不難看出，切削刃上任一點(diǎn)的基面就是通過該點(diǎn)并包含鉆頭軸線的平面。后角 切削刃上任一點(diǎn)的后角 ，是該點(diǎn)的切削平面與后刀面之間的夾角。麻花鉆的兩個(gè)刀齒靠鉆心連接，因而兩個(gè)主切削刃不通過鉆心，而相互距離一個(gè)鉆心直徑。有限元法（finite element method ）是一種高效能，常用的計(jì)算方法。1960 年 Clough 在他的論文“平面分析的有限元法（The Finite Element Method in Plane Stress Analysis） ”中最先引入了有限元（Finite Element）這一術(shù)語，一提出就引起了廣泛的關(guān)注。而一個(gè)產(chǎn)品的加工精度高低、質(zhì)量好壞取決于整個(gè)加工系統(tǒng)的性能，不是單一依靠某個(gè)環(huán)節(jié)的，包括了機(jī)床、夾具、刀具等。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文麻 花 鉆 的 建 模 及 強(qiáng) 度 分 析 [摘 要 ]： 采 用 三 維 建 模 軟 件 建 立 麻 花 鉆 的 三 維 模 型 ， 分 析 刀 具 在 工 作時(shí) 的 受 力 情 況 。各國對(duì)于此領(lǐng)域的投入都頗為巨大，例如美國的年投入經(jīng)費(fèi)就超過 3000 億美元。MerChant、Piispanen 和 Leeandshaffer 是最早應(yīng)用分析模型的學(xué)者，他們利用了切屑角模型來分析切屑在生成過程中的角度與刀具前角的關(guān)系。通過閱讀文獻(xiàn)了解相關(guān)研究背景和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，我對(duì)于應(yīng)用有限元法模擬切削過程有了更清楚的認(rèn)識(shí)，本課題能夠全面地考量我在本科階段的分析動(dòng)手能力、對(duì)于新理論的應(yīng)用學(xué)習(xí)能力以及對(duì)于問題的探索研究能力，能夠完成本課題將是對(duì)我整個(gè)本科階段的最佳總結(jié)。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。其切削條件很差。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。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。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。 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。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。 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。 ok。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。 指定材料性能 PreprocessorMaterial Props Material ModelsDefine Material Material Models Behavior?？s短新產(chǎn)品的研究開發(fā)周期。 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 。 （ 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 。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