【正文】 工藝系統(tǒng)應具有較好的剛性。DEFORM3D 是一套基于工藝模擬系統(tǒng)的有限元系統(tǒng)，專門設計用于分析各種金屬成形過程中的三維流動，提供極有價值的工藝分 析數(shù)據(jù)，及有關成形過程中的材料和溫度流動，是模擬 3D 材料流動的理想工具。它提供了 230 多種材料數(shù)據(jù)庫資料，幾乎包含了所煙臺大學畢業(yè)論文 (設計 ) 5 有常用材料的彈性變形數(shù)據(jù)、塑性變形數(shù)據(jù)、熱能數(shù)據(jù)、熱交換數(shù)據(jù)、晶體長大數(shù)據(jù)、材料硬化數(shù)據(jù)和破壞數(shù)據(jù)，方便用戶在計算過程中使用。實體之間或?qū)嶓w內(nèi)部的熱交換分析既可單獨求解，也可以耦合在成形模 擬過程中分析。 DEFORM3D 有關功能模塊在本課題研究中的應用 本課題所用的 DEFORM3D 功能模塊為 Machining 模塊。 DEFORM3D 中應用加工向?qū)K進行車削仿真的基本步驟 DEFORM 為了方便應用，提供了成型分析、加工分析 (包括切削和鉆削 )等向?qū)В脩糁恍璋聪驅(qū)нM行相關設置，生成數(shù)據(jù)庫之后即可對模型求解。本研究所采用的刀具材料為 Carbide(Cobalt15%)的硬質(zhì)合會刀片，工件材料為鈦合金 Ti6Al4V(即 TC4)。另外，一個好的分 離準則在切削材料確定后，不應隨著切削條件的變化而變化。此方法的不足之處在于不能對切削刃經(jīng)過處 理的刀具 (如刀刃鈍圓和磨損的刀具 )進行預測。切削力從開始 逐漸增大，迅速達到一個較大值，然后局部減小，并開 始在一個范圍內(nèi)波動，進入穩(wěn)定階段。 圖 310 切削溫度隨進給量的變化規(guī)律 由圖 310 可知，進給量增大，切削溫度也增大。因此，作者認為以后的研究可以圍繞下面的幾個方面深入展開： (1)在刀具的幾何參數(shù)對切削過程的影響 中應當被更深入地研究。 (3)由于實驗條件的限制，對切削溫度和切削力的研究只進行了仿真分析，在今后的研究中還應實驗測量切削溫度與切削力，與仿真結果對比，并研究應力在刀具和工件上的分布情況。但隨著進給量的增 大，單位切削力和單位切削功率將減小、切除單位體積金屬所產(chǎn)生的熱量也隨之減小。由圖可見切削力是一個“增大一減小一增大一減小”的周期過程，這是因為煙臺大學畢業(yè)論文 (設計 ) 14 TC4 在切削過程中形成鋸齒狀切屑，切屑形成過程中，當?shù)谝蛔冃螀^(qū)開始產(chǎn)生集中滑移變形時，其承載能力大幅下降導致幾何失穩(wěn)，切削力絕對值逐漸減小，隨后由于刀具繼續(xù)前進對切削層材料產(chǎn)生積壓，切削力絕對值又逐漸增大。通過對后刀面的磨損進行預測，其結果與試驗結果相符。幾何準則主要通過變形體的幾何尺寸變化來判斷分離與否。確保模擬邊界條件與實際情況吻合。利用加工向?qū)нM行的設置主要步驟有： (1)進入 DEORM3D 主界面。在前處理器中，需設置切削參數(shù)、工作溫度和接觸面屬性；選擇刀具和工件的材料、形狀；進行網(wǎng)格的劃分及設定模擬條件，并最后檢查設定結果，最后生成后綴為 DB 的文件，則前處理階段完成。 煙臺大學畢業(yè)論文 (設計 ) 6 DEFORM 功能模塊 成形過程仿真系統(tǒng)的建立，就是將塑性有限元理論、剛塑性成形工藝學，計算機圖形處理技術等相關理論和技術進行有機結合的過程。在精度要求較高的區(qū)域，還可以劃分較為細密的網(wǎng)格，從而降低解析模型， 并顯著提高計算效率。 DEFORM3D 不僅魯棒性好，而且容易使用，其強大的模擬引擎能夠分析金屬成形過程中的多個關聯(lián)對象耦合作用的大變形和熱特性。冷硬現(xiàn)象不僅會降低零件的疲勞強度，而且能加劇刀具磨損，是切削鈦合金時的一個很重要特點。當 C%時，鈦合金與 C反應生成 TiC； 300℃ 就開始吸 H，鈦合金氫含量升高，形成一層脆化層；500℃ 以上鈦合金開始強烈吸 O，并形成硬度很高的硬化層； 600℃ 時與氮作用，也會形成 TiN 硬質(zhì)表層。 另外，本課題選擇的 DEFORM3D 軟件進行有限元仿真分析。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應有程序清單，并提供電子文檔 1）設計（論文） 2）附件：按照任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）次序裝訂 指導教師評閱書 指導教師評價： 一、撰寫（設計）過程 學生在論文（設計 ）過程中的治學態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生綜合運用所學知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 研究方法的科學性；技術線路的可行性；設計方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 完成畢業(yè)論文（ 設計）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設計）質(zhì)量 論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設計）水平 論文（設計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 指導教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 評閱教師評 閱書 評閱教師評價： 一、論文（設計）質(zhì)量 論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設計）水平 論文（設計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 評閱教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 教研室（或答辯小組）及教學系意見 教研室（或答辯小組）評價： 一、答辯過程 畢業(yè)論文 （設計）的基本要點和見解的敘述情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 對答辯問題的反應、理解、表達情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生答辯過程中的精神狀態(tài) □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設計）質(zhì)量 論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設計 ）任務（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設計）水平 論文（設計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評定成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名） 年 月 日 教學系意見： 系主任： （簽名） 年 月 日 煙臺大學畢業(yè)論文（設計）任務書 院（系）：機電汽車工程學院 姓名 學號 畢業(yè)屆 別 專業(yè) 車輛工程 畢業(yè)論文（設計）題目 基于 DEFORM3D 的鈦合金高速切削仿真研究 指導教師 學歷 博士 職稱 講師 所學專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 具體要求 (主要 內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等 )： 主要進行幾何與材料建模，進行動態(tài)仿真，分析不同因素對切削溫度和切削力的影響及切削溫度隨切削過程的進行的變化。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或?qū)W歷而使用過 的材料。 指導教師（簽字）： 年 月 日 院（系）意見： 教學院長（主任）（簽字）： 年 月 日 備注： 摘要 高速切削加工技術是先進制造業(yè)的重要基礎，同時也是先進制造技術重要研究方向之一，隨著鈦合金在各行業(yè)的應用越來越廣泛，對鈦合金高速切削技術的需求越來越急迫。 鈦合金的特性及加工特點 鈦合金的材料特性 鈦合金的物理化學特性： 鈦合金的類型：（ 1） α相鈦合金（用 TA 表示 )。 鈦合金的線性膨脹系數(shù)約為鎳合金的 3/4，鋁合金和不銹鋼的 1/2，鎂合金的 1/3。 鈦合金高速切削技術的發(fā)展現(xiàn)狀 由于鈦合會材料具有良好的耐腐蝕性能和突出的力學性能，在航空航天、化工、醫(yī)療等領域均有廣泛的應用，但其也存在工藝性差，切削加工困難的特點。此外， DEFORM3D 延續(xù)了 DEFORM 系統(tǒng)幾十年來一貫秉乘的力保計算準確可 靠的傳統(tǒng)。 DEFORM 使用并行求解可顯著提高求解速度。前處理器包括三個子模塊：①數(shù)據(jù)輸入模塊，便于數(shù)據(jù)的交互式輸入；②網(wǎng)格的自動劃分與自動再劃分模塊；③數(shù)據(jù)傳遞模塊，當網(wǎng)格重劃分后，能夠在新舊網(wǎng)格之間實現(xiàn)應力、應變、速度場、邊界條件等數(shù)據(jù)的傳遞，從而保證計算的連續(xù)性。運算時以 Step 的形式保存數(shù)據(jù)，并存到生成的 ． DB文件內(nèi)。在本仿真中切削條件的可根據(jù)經(jīng)驗進行設置 (圖 23)。其中，八節(jié)點六面體單元適用于變形分析和熱傳導分析，但進行網(wǎng)格劃分比較麻煩；混和四面體單元的幾何特性是線性的，其網(wǎng)格劃