1404-可轉(zhuǎn)位車刀受力的ANSYS分析陳健,可轉(zhuǎn)位,車刀,ansys,分析,陳健 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院畢業(yè)論文題 目：可轉(zhuǎn)位車刀受力的 ANSYS 分析專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué) 號(hào)： 2006183803 姓 名： 陳健 指導(dǎo)教師： 周里群 完成日期： 2010 年 6 月 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書論文（設(shè)計(jì)）題目： 可轉(zhuǎn)位車刀受力的 ANSYS 分析 學(xué)號(hào)： 2006183803 姓名： 陳健 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 周里群 系主任： 一、主要內(nèi)容及基本要求要求使用 ANSYS 軟件，對(duì)可轉(zhuǎn)位車刀進(jìn)行受力的有限元分析。具體完成以下工作： 1、利用 ANSYS 的前處理器建立可轉(zhuǎn)位車刀的有限元模型； 2、利用 ANSYS 的求解器定義邊界條件、加載外力、求解； 3、利用 ANSYS 的后處理觀察在給定時(shí)間點(diǎn)整個(gè)模型的結(jié)果或用于觀察模型中指定點(diǎn)處呈現(xiàn)為時(shí)間的函數(shù)的結(jié)果； 4、分別采用命令流方式； 5、撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書一份，字?jǐn)?shù)要求在 8000 字以上； 6、翻譯 3000 字以上的外文翻譯； 二、重點(diǎn)研究的問題1、在 ANSYS 平臺(tái)上進(jìn)行有限元建模； 2、運(yùn)用 ANSYS 進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析； 三、進(jìn)度安排序號(hào) 各階段完成的內(nèi)容 完成時(shí)間1 查閱資料、調(diào)研 2010.3.15~2010.3.312 總體方案設(shè)計(jì) 2010.4.1~2010.4.73 利用 ANSYS 對(duì)可轉(zhuǎn)位車刀建模 2010.4.8~2010.4.204 劃分有限元模型 2010.4.21~2010.4.285 應(yīng)用邊界條件、施加載荷并求解 2010.4.29~2010.5.36 采用命令流方式求解 2010.5.4~2010.5.187 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（包括外文文獻(xiàn)翻譯） 2010.5.19~2010.5.318 整理資料準(zhǔn)備答辯 2010 年 6 月初四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)[1] 任重．ANSYS 實(shí)用分析教程[M]．北京：北京大學(xué)出版社，2003.3:1~333 [2] 易日. ANSYS6.0 進(jìn)行靜力學(xué)分析[M] .北京：北京大學(xué)出版社，2002.9:1~284 [3]陳日曜.金屬切削刀具 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.1 :1~227 [4]葉偉昌,嚴(yán)衛(wèi)平 ,葉毅．涂層硬質(zhì)合金刀具的發(fā)展與應(yīng)[J]．硬質(zhì)合金，1998.1：54~57 [5]楊國(guó)偉.CVD 技術(shù)在超硬涂層制備中的應(yīng)用[J]．表面技術(shù) 1995，24(5)：25～27 [6]邵特，李世瑁．Pro ／E 與 ANSYS 的連接方法與應(yīng)用賣例[J]．機(jī)械設(shè)計(jì)，2004.9：58~56 [7]符煒.實(shí)用切削加工手冊(cè)[J].切削加工，2002.8：349~395 [8]陳精一，蔡國(guó)忠.電腦輔助工程分析[M].北京，2001.3：1~231 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評(píng)閱表學(xué)號(hào) 20061838003 姓名 陳健 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 可轉(zhuǎn)位車刀受力的 ANSYS 分析 評(píng)價(jià)項(xiàng)目 評(píng) 價(jià) 內(nèi) 容選題1.是否符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的；2.難度、份量是否適當(dāng)；3.是否與生產(chǎn)、科研、社會(huì)等實(shí)際相結(jié)合。能力1.是否有查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力；2.是否有綜合運(yùn)用知識(shí)的能力；3.是否具備研究方案的設(shè)計(jì)能力、研究方法和手段的運(yùn)用能力；4.是否具備一定的外文與計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；5.工科是否有經(jīng)濟(jì)分析能力。論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1.立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實(shí)驗(yàn)是否正確，設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語(yǔ)是否準(zhǔn)確，符號(hào)是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范；2.文字是否通順，有無(wú)觀點(diǎn)提煉，綜合概括能力如何；3.有無(wú)理論價(jià)值或?qū)嶋H應(yīng)用價(jià)值，有無(wú)創(chuàng)新之處。綜合評(píng)價(jià)評(píng)閱人： 2010 年 6 月 日湘潭大學(xué)興湘學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）鑒定意見學(xué)號(hào)： 2006183803 姓名： 陳健 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 31 頁(yè) 圖 表 張論文（設(shè)計(jì)）題目： 可轉(zhuǎn)位車刀受力的 ANSYS 分析 內(nèi)容提要： 為了提高刀具的耐用度以及可轉(zhuǎn)位刀具的優(yōu)化設(shè)計(jì)，選用了以下可轉(zhuǎn)位刀具的刀片刀桿，利用 ANSYS 建立三維模型，設(shè)定單元類型為 SOLID92,刀桿和刀片的網(wǎng)格大小分別為 1.8 和 0.8，在刀具柄部端面施加固定約束，在刀刃加載荷。刀片的形狀：正方形、邊長(zhǎng)為 15.875、厚度為 6.35、中心孔直徑為 6.35、法向后角為 0°、單面有直線圓弧形斷屑槽。刀片材料：硬質(zhì)合金YTl4，其材料性能：彈性模量E=525Gpa，泊松比v=O.25，密度 P=12000kg／m3。刀桿的形狀為矩形截面，寬 B 為 20、高 H 為 25、刀桿長(zhǎng)度 L 為 125。刀桿材料是 45 號(hào)鋼，刀桿的材料性能：彈性模量 E=210Gpa，泊松比 v=O.3，屈服強(qiáng)度 y=1350Mpa，密度 P=7850kg／m3。刀具的幾何參數(shù)：主偏角 Kr=75°；主前角 =12°；后角 =8°；刃傾角 =6°。0?0?0?在刀刃加載荷：切削力 Fc=2598N; 進(jìn)給力 Ff=1299N;背刀力 Fp=649.5N。結(jié)果表明：可轉(zhuǎn)位刀具進(jìn)行切削加工時(shí)，主切屑刃靠近刀尖區(qū)域所受到的應(yīng)力最大，產(chǎn)生的應(yīng)變最大，因此，該部位是刀具失效的關(guān)鍵部位。通過分析可全面了解刀具的各方面的性能，為刀具的快速開發(fā)提供了條件。指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)較好地完成了可轉(zhuǎn)位刀具的有限元分析、模型的建立合理，程序通順、求解符合要求，計(jì)算出刀具內(nèi)部應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)。設(shè)計(jì)期間遵守校規(guī)校紀(jì)，表現(xiàn)良好，成績(jī)建議評(píng)為良好。指導(dǎo)教師： 年 月 日答辯簡(jiǎn)要情況及評(píng)語(yǔ)答辯小組組長(zhǎng)： 年 月 日答辯委員會(huì)意見答辯委員會(huì)主任： 年 月 日目錄第一章 引言………………………………………………………………………11.1 本課題研究的意義………………………………………………………2第二章 可轉(zhuǎn)位車削刀具…………………………………………………………32.1 可轉(zhuǎn)位外圓車削刀具結(jié)構(gòu)………………………………………………32.1.1 可轉(zhuǎn)位刀具的概述…………………………………………………32.1.2 可轉(zhuǎn)位刀片設(shè)計(jì)的基本要求………………………………………32.1.3 可轉(zhuǎn)位刀片結(jié)構(gòu)特點(diǎn)………………………………………………42.2 可轉(zhuǎn)位外圓車削刀具夾緊方式…………………………………………42.2.1 刀片的夾固要求……………………………………………………42.2.2 可轉(zhuǎn)位車刀的夾緊形式………………………………………………52.3 可轉(zhuǎn)位外圓車削刀具材料…………………………………………………52.3.1 刀具材料的重要性…………………………………………………52.3.2 現(xiàn)代刀具材料的分類及性能…………………………………………62.4 可轉(zhuǎn)位外圓車削刀具的受力問題…………………………………………72.4.1 刀具的夾緊可靠度…………………………………………………82.4.2 可轉(zhuǎn)位車刀的幾何角度……………………………………………9第三章 ANSYS 的功能簡(jiǎn)介……………………………………………………103.1 ANSYS 的軟件介紹………………………………………………………103.2 ANSYS 的主要技術(shù)特點(diǎn)…………………………………………………113.3 ANSYS 的分析過程………………………………………………………13第四章 可轉(zhuǎn)位車刀受力的有限元(ANSYS)分析……………………………144.1 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片選擇……………………………………………144.2 刀桿選擇………………………………………………………………154.3 建立模型………………………………………………………………154.4 載荷條件………………………………………………………………154.4.1 切削力……………………………………………………………154.4.2 夾緊力……………………………………………………………154.4.3 本章小結(jié)…………………………………………………………154.5 可轉(zhuǎn)位刀具的有限元分析…………………………………………… 164.5.1 可轉(zhuǎn)位刀具三維模型的建立……………………………………164.5.2 可轉(zhuǎn)位刀具的有限元模型………………………………………194.5.3 結(jié)果分析…………………………………………………………20結(jié)論……………………………………………………………………………………21致謝……………………………………………………………………………………22參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………23附錄Ⅰ外文文獻(xiàn)翻譯附錄Ⅱ外文文獻(xiàn)原文可轉(zhuǎn)位車刀受力的有限元分析摘要：為了深入研究切屑過程中可轉(zhuǎn)位車刀的力學(xué)性能，采用三維有限元方法對(duì)金屬的切削加工過程進(jìn)行模擬計(jì)算?？紤]實(shí)際刀具的幾何形狀及其安裝角度，基于 ANSYS 建立硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具的三維立體模型；設(shè)置單元類型、材料屬性并進(jìn)行網(wǎng)格化。通過經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出切削力，利用ANSYS 施加約束條件，施加載荷并求解，進(jìn)行應(yīng)力場(chǎng)分析。結(jié)果表明，利用有限元方法對(duì)硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具分析的結(jié)論與經(jīng)驗(yàn)計(jì)算較為相符，為可轉(zhuǎn)位刀具的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一定的方法和依據(jù)。關(guān)鍵詞：ANSYS、硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀、切削模擬Force Analysis of Turning Carbide insert ToolsAbstract: To take an example of a turning carbide insert, a 3D finite element method was employed to simulate the cutting process of the carbide insert ,investigating its mechanical charateristics, In detail ,based on the real shape and the mounting angles of the insert,a 3D prototyping model was firstly generated using ANSYS,And then the cutting forces from the experiments were loaded on the insert to implement FEA on it with ANSYS, Generally,the results from the finite element model were found to be compatible with the actual results in the insert ‘s working process,thus providing a basis for future designs.Keyword:ANSYS、Turning carbide insert、Force Analysis