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圖3 金屬屬性構(gòu)建6、 計(jì)算結(jié)果與分析（1） 溫度場分布特征1． 云圖可視化：通過后處理軟件呈現(xiàn)不同時(shí)刻的溫度場云圖。典型結(jié)果顯示，在切削區(qū)域（如剪切面和前刀面附近）會(huì)出現(xiàn)局部高溫峰值，溫度梯度較大；隨著切削的進(jìn)行，熱擴(kuò)散會(huì)使高溫區(qū)域逐漸擴(kuò)大，在穩(wěn)定切削階段形成相對(duì)穩(wěn)定的溫度分布。2．

圖6 從仿真精度和時(shí)間尺度總結(jié)切削力的有限元仿真進(jìn)展c）刀具磨損的產(chǎn)生原因、分布和影響因素的仿真研究，為改善刀具表面的摩擦、磨損和失效性能，提高刀具有效壽命提供依據(jù)。d）切削過程中的應(yīng)力不能在所需的時(shí)間和空間分辨率中測量，而有限元仿真可以很好的研究殘余應(yīng)力的變化和分布情況，如圖7所示。

圖1 運(yùn)行模擬過程界面（5）后處理 模擬過程運(yùn)行結(jié)束后，可以通過軟件后處理查看模擬仿真結(jié)果，包括切削過程中切削力、切削溫度、刀具應(yīng)力、刀具變形量和切屑的形成等。在軟件的后處理界面中，可以查看模擬加工過程中的溫度，如圖2所示。

刀具與工件材料之間接觸區(qū)域的顏色較深，表示該區(qū)域的應(yīng)力值較高，這是由于在切削過程中，工件受到擠壓和剪切力的作用，產(chǎn)生了應(yīng)力集中現(xiàn)象。03 結(jié)論 作為國民經(jīng)濟(jì)各工業(yè)部門的基礎(chǔ)配套產(chǎn)業(yè)，切削刀具對(duì)提高制造業(yè)效率起著不可替代的作用。為了滿足制造業(yè)和科研工作者的仿真需求，神工坊高性能仿真平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具切削過程的模擬，助力提高刀具切削質(zhì)量，降低制造成本

圖2 FGH95工件材料參數(shù)定義 3 仿真結(jié)果與討論針對(duì)本文的拉刀仿真分析，采用如圖3所示模型的采樣步驟，統(tǒng)一選取穩(wěn)定加工過程階段的某一幀作為分析對(duì)象，采用分析線的方式分別提取了（50個(gè)位點(diǎn)）前刀面區(qū)域、刀尖區(qū)域和后刀面區(qū)域的切削溫度、米塞斯應(yīng)力（Mises Stress）、切削力和切屑流動(dòng)速度等一系列加工過程物理量數(shù)據(jù)，為保證數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性，選取區(qū)域長度必須保持恒定。

2.切削中鉆頭和巖石發(fā)生穿透？在切削仿真中鉆頭和巖石間的接觸壓力、接觸剛度和許用穿透量之間的平衡被打破。可以細(xì)化接觸區(qū)域網(wǎng)格; 修改接觸剛度;用軟接觸代替硬接觸3.仿真中的求解不穩(wěn)定性問題？由于abaqus explicit的接觸算法對(duì)接觸面的類型有較嚴(yán)格的限制,而切削仿真又是一個(gè)高度非線性求解過程，這些都會(huì)導(dǎo)致求解的不穩(wěn)定。

將刀具對(duì)工件的切削近似為“擠壓”過程，引入坯件表面法線使坯件點(diǎn)云中的點(diǎn)沿其法線負(fù)方向移動(dòng)，避免坯件點(diǎn)持續(xù)移動(dòng)過程中的誤差積累，提出“外偏角”處理方法，解決“擠壓”移動(dòng)方法所產(chǎn)生的邊界點(diǎn)“外偏”問題。最后使用Open3d進(jìn)行動(dòng)態(tài)展示，較好地實(shí)現(xiàn)了球銑加工時(shí)坯件的狀態(tài)變化過程，仿真結(jié)果較為準(zhǔn)確，仿真精度較高。

葉毅[3]等在切削鎢基合金時(shí)，發(fā)現(xiàn)細(xì)晶粒或超細(xì)晶粒及表面有耐磨涂層的WC基硬質(zhì)合金刀具壽命較短，因此使用WC基硬質(zhì)合金對(duì)鎢及其合金進(jìn)行切削加工是不經(jīng)濟(jì)的。復(fù)合陶瓷刀具不適合用來切削高鎢合金材料，PCD金剛石刀具壽命與WC基硬質(zhì)合金相比并無明顯提高。鎢及其合金材料最好采用PCBN刀具且用CBN含量較多的牌號(hào)（如DBC80）來加工，這樣可獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

切削液的成分穩(wěn)定性受溫度影響顯著，多數(shù)切削液的添加劑溶解度會(huì)隨溫度降低而大幅下降，若儲(chǔ)存環(huán)境溫度過低，如冬季無保溫措施的倉庫、戶外場地，切削液中原本溶解的添加劑會(huì)因溶解度降低而析出，形成白色或淡黃色結(jié)晶；若儲(chǔ)存環(huán)境溫度驟升驟降，反復(fù)的熱脹冷縮會(huì)破壞切削液的乳化體系，導(dǎo)致成分分層、添加劑析出結(jié)晶。

，通過配方優(yōu)化抑制細(xì)菌繁殖，穩(wěn)定切削液 PH 值。

此外，綠色切削液的設(shè)計(jì)也針對(duì)工業(yè)加工的常見痛點(diǎn)，具備實(shí)用的性能指向性。、杉山潤滑油深耕行業(yè)多年，深知夏天切削液易發(fā)臭、變黃、潤滑變差的行業(yè)難題，而綠色系切削液在配方上往往搭配了高效的生物穩(wěn)定添加劑，能抑制細(xì)菌繁殖，延緩液質(zhì)變黃、發(fā)臭，有效延長換油周期。

葉毅[3]等在切削鎢基合金時(shí)，發(fā)現(xiàn)細(xì)晶粒或超細(xì)晶粒及表面有耐磨涂層的WC基硬質(zhì)合金刀具壽命較短，因此使用WC基硬質(zhì)合金對(duì)鎢及其合金進(jìn)行切削加工是不經(jīng)濟(jì)的。復(fù)合陶瓷刀具不適合用來切削高鎢合金材料，PCD金剛石刀具壽命與WC基硬質(zhì)合金相比并無明顯提高。鎢及其合金材料最好采用PCBN刀具且用CBN含量較多的牌號(hào)（如DBC80）來加工，這樣可獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

切削液在循環(huán)使用中易混入鐵屑、粉塵等雜質(zhì)，需及時(shí)通過過濾裝置清理，保持切削液清潔；定期檢測切削液的濃度、PH 值等關(guān)鍵指標(biāo)，根據(jù)檢測結(jié)果及時(shí)補(bǔ)充原液或調(diào)整配比，維持其性能穩(wěn)定。夏季高溫環(huán)境下，切削液易滋生細(xì)菌導(dǎo)致發(fā)臭、變黃，需做好車間通風(fēng)降溫，必要時(shí)添加抑菌劑，杜絕因維護(hù)不當(dāng)影響切削液使用周期。 設(shè)備操作與換液流程需規(guī)范執(zhí)行。

在刀具切削仿真領(lǐng)域，應(yīng)用SPH算法進(jìn)行金剛石刀具切削工件逐漸成為一個(gè)熱點(diǎn)。應(yīng)用SPH算法表征材料在加工過程中的磨屑狀態(tài)、損傷情況、亞表面裂紋擴(kuò)展對(duì)于揭示刀具切削原理更加直觀高效，是此方法的最大優(yōu)勢之處。關(guān)于SPH算法的原理及建模思路本帖不加說明，讀者可自行前往技術(shù)鄰平臺(tái)搜索閱覽。本帖主要給出金剛石磨粒在加工過程中形成的SPH磨屑狀態(tài)分布云圖方法。

幾何仿真不考慮切削參數(shù)、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(yùn)動(dòng)，以驗(yàn)證NC程序的正確性。它可以減少或消除因程序錯(cuò)誤而導(dǎo)致的機(jī)床損傷、夾具破壞或刀具折斷、零件報(bào)廢等問題；同時(shí)可以減少從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到制造的時(shí)間，降低生產(chǎn)成本。切削過程的力學(xué)仿真屬于物理仿真范疇，它通過仿真切削過程的動(dòng)態(tài)力學(xué)特性來預(yù)測刀具破損、刀具振動(dòng)、控制切削參數(shù)，從而達(dá)到優(yōu)化切削過程的目的。

在lsdyna中讀取靜力學(xué)變形，再添加一個(gè)lsdyna模塊，將結(jié)果導(dǎo)入lsdyna，如圖所示。

另外，本軟件還支持慣性矩、慣性積等梁截面參數(shù)的梁截面類型轉(zhuǎn)換，但并不建議采用這種方式，因?yàn)楸痉绞降?em>結(jié)果精度受模型建立者的技術(shù)水平影響較大且不利于模型檢查。軟件支持坐標(biāo)系類型：直角坐標(biāo)系、圓柱坐標(biāo)系、球坐標(biāo)系。軟件支持載荷和邊界條件：可以轉(zhuǎn)換Shell板單元均布力、beam梁單元均布力、節(jié)點(diǎn)集中力/力矩、慣性力等載荷，也可以轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)約束等邊界條件和工況組合設(shè)置。