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1、 引言本教學聚焦于金屬切削加工領域，通過 Abaqus 有限元分析軟件開展三維切削過程仿真建模實踐教學。

鎢鉬合金屬于難加工材料，加工成本高、加工效率低且刀具磨損嚴重，利用ABAQUS有限元分析軟件，建立鎢鉬合金三維銑削模型，針對不同切削參數，研究在銑削鎢鉬合金過程中產生的切削力和切削溫度的變化規律，并通過銑削試驗對仿真模型的有效性進行了驗證。

鎢鉬合金屬于難加工材料，加工成本高、加工效率低且刀具磨損嚴重，利用ABAQUS有限元分析軟件，建立鎢鉬合金三維銑削模型，針對不同切削參數，研究在銑削鎢鉬合金過程中產生的切削力和切削溫度的變化規律，并通過銑削試驗對仿真模型的有效性進行了驗證。通過正交試驗得到最優切削參數組合，即切削速度vc＝60m/s，背吃刀量ap＝3mm，每齒進給量fz＝0.16mm/z。

一、創建仿真模型 本教程采用abaqus中CEL（耦合的歐拉-拉格朗日）方法對鈦合金（Ti6AL4V）的銑削過程進行仿真，通過仿真結果可以提取刀具受力及溫度變化，并直觀的觀察到切屑的生成過程。模型建模均在ABAQUS CAE中完成，通過調整尺寸參數可方便的對模型進行修改。附件中會提供CAE源文件。

[1] 本文主要介紹了基于有限元軟件的刀具切削仿真應用，通過使用神工坊高性能仿真平臺進行全過程仿真，能夠在一定程度上提高效率、節約成本，同時為實際加工制造提供參考數據，發揮重要的支持作用。01 案例介紹 本案例使用Abaqus 6.14。 Abaqus的優勢在于強大的非線性處理能力，通過熱力耦合分析步直接對切削過程進行準確的仿真分析。

鈦合金車削過程中加工區域溫度升高，會出現金剛石車刀磨損加劇影響加工表面質量的問題，使用冷卻液噴射的方式可以改善車削環境，提高鈦合金加工表面質量和金剛石刀具耐用度，基于ABAQUS仿真軟件建立Ti-6Al-4V鈦合金的水射流冷卻切削模型，研究超聲振動條件下應力和溫度變化規律。 1.

2 有限元仿真軟件介紹及設置本文所采用的有限元CAE軟件為Advant Edge，是一款專業性較強、針對優化金屬切削和輔助刀具設計的軟件，提供了多種2D和3D（包括車削、銑削、鉆削和拉削等）工藝分析模塊。本文中的有限元仿真可直接采用Advant Edge自帶的二維拉削模塊進行，其大致分析流程為：刀具及工件參數設定、網格劃分、材料定義、切削參數定義、求解過程分析和仿真結果分析。

如何消除切削振動 (一）解決思路 第一是減小切削力至最小， 第二是盡量增強刀具系統或者夾具與工件的靜態剛性； 第三則是在刀桿內部再制造一個振動去打亂外激切削力的振頻，從而消除刀具振動。

這種研磨機器的優點是操作簡單、切削力度大、能對不同部位進行不同力度的切削研磨、可處理中大外形尺寸的產品，缺點是機器設備的購置費用大、只能處理單件產品，只能研磨外形簡單的產品零部件，不能處理復雜表面的工件和不規則的內部孔、洞、縫隙等部位。 （二）工業機器人 這是一種先進的研磨處理設備。

砂輪磨削時溫度高，熱的作用占主導地位，因此切削液的作用十分重要。采用切削液可以降低磨削區溫度，減少燒傷，沖去落的砂粒和切屑，以免劃傷工件，從而降低表面粗糙度值。但必須選擇適當的冷卻方法和切削液。此外，對于外圓磨床、內圓磨床和平面磨床，其機床砂輪的主軸精度、進給系統的精度和平穩性、整個機床的剛度和抗振性等，都和表面粗糙度有密切關系。

③淬硬刀桿在刀片下面增加硬質合金墊片。7） 刀具磨損過度。對策：及時換刀或更換切削刃。8） 切削液流量不足或加注方法不正確，造成刀片驟熱而裂損。對策：① 加大切削液的流量。② 合理布置切削液噴嘴的位置。③ 采用有效的冷卻方法如噴霧冷卻等提高冷卻效果。④ 采用*切削減小對刀片的沖擊。

砂輪的修整是用金剛石除去砂輪外層已鈍化的磨粒，使磨粒切削刃鋒利，降低磨削表面的表面粗糙度值。另外，修整砂輪的縱向進給量越小，修出的砂輪上的切削微刃越多，等高性越好，從而獲得較小的表面粗糙度值。 2. 工件材質有關的因素 包括材料的硬度、塑性、導熱性等。 工件材料的硬度、塑性、導熱性對表面粗糙度有顯著影響。鋁、銅合金等軟材料易堵塞砂輪，比較難磨。