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0 3 裝配 按照切削加工方式，裝配位置如下

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。

（4）運行模擬過程 完成加工模型前處理后，會生成DB文件。在文件菜單目錄文件下，可以運行模擬過程。此時主要生成每一步的加工狀態，并保存下來，運行模擬過程界面如圖1所示。圖1 運行模擬過程界面（5）后處理 模擬過程運行結束后，可以通過軟件后處理查看模擬仿真結果，包括切削過程中切削力、切削溫度、刀具應力、刀具變形量和切屑的形成等。

除了切削刃半徑大小因素外，切屑形成、材料變形和應力分布還受未變形切屑厚度與切削刃半徑之比的影響[9]。當兩者比值降低至最小未變形切屑厚度以下，則主剪切區域會消失。綜上所述，減小刀具刃口半徑有利于降低切削溫度，減小切削力，降低切削應力。但當刀具鈍圓半徑為5μm時，后刀面上的米塞斯應力范圍最廣，且最大應力超過2500MPa。

圖7 不同類型殘余應力的有限元仿真模型3）回顧了在微觀切削過程中，建立有限元模型模擬材料去除機制，重點介紹了切屑形成中未切削切屑厚度，微切削力，微刀具磨損，微切削殘余應力和微觀組織演化的有限元建模與宏觀切削的區別。a）考慮尺寸效應，進一步研究從塑性變形到剪切的臨界狀態，對工件表面質量的提高具有重大意義，如圖8所示。

摘 要：進行銑削加工動態仿真時，需要對坯件的變化進行實時計算與可視化。傳統基于體素或表面網格的仿真模型，其精度與計算效率之間存在矛盾。將球頭銑刀簡化為球面，坯件采樣為表面點云模型，仿真銑削加工過程，每次仿真步進后若坯件模型上的點穿過銑刀球面，則坯件對應部分被切削。

加工時，不宜采用一個型腔一個型腔的次序加工方法，這樣容易造成零件受力不均勻而產生變形。采用分層多次加工，每一層盡量同時加工到所有的型腔，然后再加工下一個層次，使零件均勻受力，減小變形。圖43、恰當選擇切削用量通過改變切削用量來減少切削力、切削熱。在切削用量的三要素中，背吃刀量對切削力的影響很大。

金屬加工過程中，刀具與工件的高速摩擦、切削會產生大量熱量，瞬間高溫不僅會導致刀具快速升溫軟化，降低刀具硬度與使用壽命，還會讓工件受熱變形，影響加工精度，尤其在高精度、高負荷的加工工況下，溫度偏差會直接導致產品報廢。切削液通過循環流動與霧化，能快速帶走加工區域的熱量，維持刀具和工件的正常工作溫度，從源頭避免熱變形與刀具熱損耗。

金屬切削尤其是高速、重負荷切削過程中，會因劇烈摩擦產生大量熱量，若熱量無法及時散出，會導致刀具和工件溫度快速升高，引發刀具熱變形、回火軟化，還會造成工件熱變形，直接影響加工精度，甚至出現工件表面燒蝕的情況。

采用分層多次加工，每一層盡量同時加工到所有的型腔，然后再加工下一個層次，使零件均勻受力，減小變形。圖43、恰當選擇切削用量通過改變切削用量來減少切削力、切削熱。在切削用量的三要素中，背吃刀量對切削力的影響很大。如果加工余量太大，一次走刀的切削力太大，不僅會使零件變形，而且還會影響機床主軸剛性、降低刀具的耐用度。如果減少背吃刀量，又會使生產效率大打折扣。

ABAQUS有限元分析軟件是金屬切削加工仿真的常用軟件，具有強大的非線性分析功能，可以實現熱力耦合。

金屬切削加工過程中，刀具與工件的高速摩擦、切削會產生大量熱量，若不及時處理，不僅會導致刀具溫度驟升、硬度下降，還會讓工件因熱變形影響精度，甚至出現表面燒蝕、毛刺過多等問題。切削液的核心作用之一便是冷卻降溫，通過快速帶走切削區域的熱量，維持刀具和工件的正常溫度，避免熱變形與熱磨損，保障加工精度的同時，讓設備能在高負荷下長時間穩定運行，大幅提升生產效率。 除了冷卻，潤滑減磨是切削液的另一核心功能。

[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。

除此之外，它也為高速加工，特別是高硬度材料加工開辟了一種新的加工方式。波形線粗加工過程中，盡可能使用更長的切削刃參與切削，使刀具磨損由更多的切削刃承擔，而不是像常規粗加工那樣一直用刀尖在切削。減少了刀具橫向切削量，可確保切削負載保持恒定，且有利于排屑，這樣大部分的切削熱量都被切屑帶走，進一步延長了刀具的使用壽命。“在整個加工過程中，切削進給速率可一直保持在一個最優的速度上。

3 數控仿真技術數控機床加工零件是靠數控指令程序控制完成的。為確保數控程序的正確性，防止加工過程中干涉和碰撞的發生，在實際生產中，常采用試切的方法進行檢驗。從試切環境的模型特點來看，目前NC切削過程仿真分幾何仿真和力學仿真兩個方面。幾何仿真不考慮切削參數、切削力及其它物理因素的影響，只仿真刀具-工件幾何體的運動，以驗證NC程序的正確性。

參數的設置：切削量：0.5mm加工速度：3m/min主軸轉速：15000rpm刀具的選擇：R刀：R3（帶曲面，曲面稍微大，適合曲面開粗） 中粗的效果圖 3) 精修精修石墨加工路徑如上圖是精修的加工路徑，精修加工爬坡的曲面很多種路徑：0°、45°、90°、包括環形的都有在切削，目前切削效果最好的還是90°的