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圖6 不同刃口半徑刀具米塞斯應(yīng)力云 圖7 不同刃口半徑刀具所受應(yīng)力數(shù)據(jù)對(duì)比 3.3 切削力對(duì)比分析圖8為切削力（X、Y方向）隨刃口鈍圓半徑和時(shí)間的變化曲線，兩者均表現(xiàn)為切削力隨著刀具刃口鈍圓半徑減小而降低。

分別創(chuàng)建工件和刀具材料，并賦予相應(yīng)的部件 三、模型裝配 完成刀具和工件Part的創(chuàng)建后，在Assembly模塊創(chuàng)建其實(shí)例并完成裝配，如圖5所示。 四、創(chuàng)建分析步創(chuàng)建熱位移耦合分析步，分析時(shí)間根據(jù)切削距離與切削速度確定。然后，將刀具的參考點(diǎn)設(shè)置成set命名為RP-Tool，在歷史變量輸出反力與位移。

由于本文研究目的是分析在不同的銑削參數(shù)下切削力和切削溫度的變化規(guī)律，同時(shí)考慮到刀具的主切削刃相對(duì)于工件小得多，因此在ABAQUS有限元分析中假設(shè)刀具是剛體，不考慮刀具變形和磨損，刀具的物理參數(shù)見表2。

三、后處理過程 計(jì)算完成后，再次使用「圖形應(yīng)用」打開結(jié)果文件，可進(jìn)行對(duì)仿真計(jì)算結(jié)果的分析。后處理過程計(jì)算結(jié)果如下 本案例的后處理結(jié)果云圖可反映刀具切削過程中的應(yīng)力變化。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。

由于本文研究目的是分析在不同的銑削參數(shù)下切削力和切削溫度的變化規(guī)律，同時(shí)考慮到刀具的主切削刃相對(duì)于工件小得多，因此在ABAQUS有限元分析中假設(shè)刀具是剛體，不考慮刀具變形和磨損，刀具的物理參數(shù)見表2。

課程以典型切削工況為對(duì)象，系統(tǒng)講解從幾何建模、材料定義、網(wǎng)格劃分到載荷施加及結(jié)果分析的全流程操作，旨在使學(xué)員掌握：? 三維切削模型的簡(jiǎn)化與參數(shù)化建模方法? 切削過程中材料本構(gòu)關(guān)系與失效準(zhǔn)則的工程應(yīng)用? 網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)在大變形切削仿真中的優(yōu)化策略? 切削力、溫度場(chǎng)及切屑形態(tài)等關(guān)鍵物理量的提取與分析方法2、 幾何模型與材料參數(shù)（1） 模型構(gòu)建：本教學(xué)中涉及的部件模型均通過

由于切削時(shí)切削力大，切削熱高，刀具與切屑的直接摩擦加劇，所以導(dǎo)致刀具材料與工件材料產(chǎn)生親和作用，加上材料硬質(zhì)點(diǎn)的存在和嚴(yán)重的加工硬化現(xiàn)象，刀具在切削過程中易產(chǎn)生黏結(jié)磨損、擴(kuò)散磨損、磨料磨損和溝紋磨損，使刀具喪失切削的能力。切削時(shí)的切屑為帶狀的纏繞屑，既不安全，又影響切削過程的順利進(jìn)行，也不便于處理。在加工中容易產(chǎn)生熱變形，因而一些精密尺寸和形狀不易保證。

圖3 J-C本構(gòu)模型及其修正模型圖4 二維和三維有限元建模損傷模型及其適用性圖5 損傷其實(shí)和損傷演化階段物理量的變化2）綜述了宏觀切屑形態(tài)、切削力、刀具磨損、殘余應(yīng)力的建模方法和它們對(duì)刀具壽命和工件表面質(zhì)量影響的有限元分析，通過改進(jìn)模型進(jìn)而提高各變量仿真預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。a） 切屑形成的有限元模型為刀具與工件相互作用提供更全面的理解。

加工不同材料時(shí)，應(yīng)選用不同槽形的刀片，一般情況下，小進(jìn)給、公差小、U鉆長(zhǎng)徑比大時(shí)，選用切削力較小的槽形刀片，反之粗加工、公差大、U鉆長(zhǎng)徑比小時(shí)則選切削力較大的槽形刀片。4． 使用U鉆時(shí)一定要考慮機(jī)床主軸功率、U鉆裝夾穩(wěn)定性、切削液的壓力和流量，同時(shí)控制好U鉆的排屑效果，否則將在很大程度上影響孔的表面粗糙度和尺寸精度。5． 裝夾U鉆時(shí)，一定要使U鉆中心與工件中心重合，并垂直于工件表面。6．

不銹鋼零件加工工藝通過上述加工難點(diǎn)分析，不銹鋼的加工工藝及相關(guān)刀具參數(shù)設(shè)計(jì)與普通結(jié)構(gòu)鋼材料應(yīng)具有較大的不同，其具體加工工藝如下：1.鉆孔加工在鉆孔加工時(shí)，由于不銹鋼材料導(dǎo)熱性能差，彈性模量小，孔加工起來也比較困難。解決此類材料的孔加工難題，主要是選用合適的刀具材料，確定合理的刀具的幾何參數(shù)以及刀具的切削用量。

不銹鋼零件加工工藝 通過上述加工難點(diǎn)分析，不銹鋼的加工工藝及相關(guān)刀具參數(shù)設(shè)計(jì)與普通結(jié)構(gòu)鋼材料應(yīng)具有較大的不同，其具體加工工藝如下： 1.鉆孔加工 在鉆孔加工時(shí)，由于不銹鋼材料導(dǎo)熱性能差，彈性模量小，孔加工起來也比較困難。解決此類材料的孔加工難題，主要是選用合適的刀具材料，確定合理的刀具的幾何參數(shù)以及刀具的切削用量。

十一、試分析影響切削加工表面粗糙度的因素 粗糙值由：切削殘余面積的高度 。 主要因素：刀尖圓弧半徑、主偏角、副偏角、進(jìn)給量 。 次要因素：切削速度增大 ，適當(dāng)選擇切削液 ，適當(dāng)增大刀具的前角 ，提高刀具的刃磨質(zhì)量。 十二、試分析影響磨削加工表面粗糙度的因素？

5.切削力分析巖石在刀具切削作用下的破壞形式不僅可以從碎屑形狀和應(yīng)力分布云圖來判別，也可用切削力來描述，實(shí)際切削過程中切向切削分量和法向分量并不是一個(gè)恒定值，并且在切削初段和末段有較大的波動(dòng)，所以它們的合力也不是一個(gè)恒定值，因此本文通過截取一段較為平穩(wěn)的刀具力學(xué)反饋數(shù)據(jù)來計(jì)算切削力合力的平均值。如圖所示為巖石材料在不同切削深度下切削力與切削深度的關(guān)系曲線。

{1.表面層金屬的冷作硬化2.表面層金屬的金相組織變形3.表面層金屬的殘余應(yīng)力}14、試分析影響切削加工表面粗糙度的因素？{粗糙值由：切削殘余面積的高度 主要因素：刀尖圓弧半徑 主偏角 副偏角 進(jìn)給量 次要因素：切削速度增大 適當(dāng)選擇切削液 適當(dāng)增大刀具的前角 提高刀具的刃磨質(zhì)量 }15、試分析影響磨削加工表面粗糙度的因素？

內(nèi)孔車削中的切削力也是不可忽視的一個(gè)重要因素，對(duì)于給定的內(nèi)孔車削工況（工件形狀、尺寸、夾緊方式等），切削力的大小和方向是抑制內(nèi)孔車削振動(dòng)，提高加工質(zhì)量的重要因素，當(dāng)刀具在進(jìn)行切削時(shí)，切向切削力和徑向切削力使刀具產(chǎn)生偏斜現(xiàn)象，慢慢使刀具遠(yuǎn)離工件，導(dǎo)致切削力偏斜，切向力將試圖強(qiáng)行壓下刀具，并使刀具遠(yuǎn)離中心線，減小刀具的后角。

圖1 波紋2）刀具受力不均勻。在五軸聯(lián)動(dòng)加工時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸不斷變化，隨著球頭銑刀加工曲面的切削點(diǎn)不停變換，刀具的受力點(diǎn)和受力方向也在不停地變化，造成許多非線性誤差，切削精度亦隨之下降。3）奇異性問題。所謂的奇異性是指曲面在造型過程中若存在不易覺察的小坑小洼，且奇異點(diǎn)正好處于旋轉(zhuǎn)軸極限位置，則在奇異點(diǎn)附近產(chǎn)生的微小振蕩會(huì)導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)軸180°翻轉(zhuǎn)，這種情況相當(dāng)危險(xiǎn)。

在數(shù)控車床上可以車削米制、英寸制、模數(shù)和徑節(jié)制四種標(biāo)準(zhǔn)螺紋，無論車削哪一種螺紋，車床主軸與刀具之間必須保持嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)關(guān)系： 即主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)（即工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)），刀具應(yīng)均勻地移動(dòng)一個(gè)（工件的）導(dǎo)程的距離。 以下通過對(duì)普通螺紋的分析，加強(qiáng)對(duì)普通螺紋的了解，以便更好的加工普通螺紋。

圖15 準(zhǔn)備時(shí)間與加工時(shí)間的比較 圖16 刀具管理的改進(jìn)措施 綜上所述，中國的模具制造基礎(chǔ)非常好，中國模具企業(yè)可以通過規(guī)劃、自動(dòng)化、數(shù)字化和刀具管理這四個(gè)具體行動(dòng)領(lǐng)域來提高時(shí)效性、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和工藝質(zhì)量，縮小與德國最佳模具企業(yè)之間的差距，進(jìn)而提高國際競(jìng)爭(zhēng)力。