鉆削是一種應用廣泛的加工方法，鉆頭的幾何形狀使鉆削過程復雜。在鉆削過程中如果加工參數選擇不當，會造成鉆削力過大、鉆頭壽命短、產生顫振及鉆頭折斷等，同時，影響表面質量和尺寸精度。

通常，為了解決這些問題，需做大量的實驗來選擇優化的加工參數，這樣將花費很多時間，費用昂貴，且缺乏科學基礎。由于加工過程的復雜性，加工參數的選擇（如鉆削速度、進給量和刀具選擇）總是通過大量的實驗確定，實驗費用昂貴，且得到的結果經常不是最優的。

本案例采用Abaqus有限元通用軟件，對鉆削工藝進行仿真分析，分析預測了加工過程中工件的應力和溫度變化情況等，為進一步優化鉆削工藝參數奠定了基礎。本實例所使用軟件為Abaqus2019，單位制為m-kg-s-J。

有限元建模主要過程：

1. Part和Assembly模塊

建立drill和plate部件，均為3D Deformable類型，其中drill部件從外部三維設計軟件中導入，并對兩個部件實例進行裝配。

2. Property模塊

創建兩種材料Ti6Al4V和tungsten carbide，分別賦予plate和drill部件。 

3. Mesh模塊

（1）對plate部件進行分割，并加密中間部位的網格，plate采用C3D8RT類型單元，且Element deletion選為Yes；

（2）drill采用C3D4T類型單元。

4. Step模塊

（1）建立Dynamic, Temp-disp, Explicit分析步，時間為0.024，并設置質量放大系數；

（2）場變量輸出中勾選STATUS。 

5. Interaction模塊

（1）在drill頂部建立參考點RP-1，并將參考點與drill所有單元建剛體耦合約束；

（2）在Step-1分析步建立General Contact(Explicit)，并創建接觸屬性；

（3）在Edit Interaction里選擇Selected surface pairs:

其中，Surf-dirll和Surf-plate分別為drill和plate部件的所有網格面（包括內、外表面）。

 6. Load模塊

（1）從initial分析步開始，plate部件實例四周表面建立固定約束；

（2）在Step-1分析步，設置參考點RP-1沿Z軸向下的移動速度和繞Z軸負方向轉動的角速度。

（3）在預定義場中，設置所有部件實例的初始溫度為20。

 

7. 編輯模型屬性（Model-->Edit Attributes）：設置絕對零度(-273.15) 

8. 建立Job，并提交計算。 

9. 結果如下：