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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。

這種情況的出現(xiàn)說明在拉削速度不高（5m/min）的工況下，改變拉刀刃口半徑大小對拉削溫度的影響并不突出。3.2 米塞斯應(yīng)力對比分析米塞斯應(yīng)力是刀具磨損與服役壽命的關(guān)鍵影響因素。圖6和圖7分別為不同刃口半徑的拉刀在拉削過程中所受到的米塞斯應(yīng)力云圖與數(shù)據(jù)對比。

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。

本文將坯件表面采樣為點(diǎn)云模型、球頭銑刀簡化為球面，對切削加工過程進(jìn)行仿真，建立加工過程中的坯件-刀具的動(dòng)態(tài)模型并將其可視化，有以下改進(jìn)創(chuàng)新：(1）僅對坯件表面進(jìn)行點(diǎn)采樣，相比填充體素節(jié)省內(nèi)存及減少計(jì)算量；(2）引入法線計(jì)算新形成的表面，同時(shí)提高計(jì)算效率和計(jì)算精度；(3）使用Python語言，Open3D庫實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)仿真，方法不依賴特定軟件平臺(tái)。

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（如DBC80）來加工，這樣可獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

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（如DBC80）來加工，這樣可獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

單刀線性切削巖石材料的仿真計(jì)算十分復(fù)雜，為了提高計(jì)算效率和便于分析，忽略次要影響因素，對該模型做出如下假設(shè)：(1)當(dāng)巖石材料單元失效后即從模型中刪除，忽略其失效后對后續(xù)切削的影響。(2)切削刀具的強(qiáng)度和剛度遠(yuǎn)高于巖石材料，將刀具假設(shè)為剛體，且在切削過程中不發(fā)生磨損。(3)不考慮溫度對切削過程的影響。

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。

M30%程序仿真如下：好了，且就分享這么多，希望給大家一點(diǎn)啟發(fā)，能夠深入學(xué)習(xí) 提升自己的解決問題能力。

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(dān)，而不是像常規(guī)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(fù)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(jìn)一步延長了刀具的使用壽命。“在整個(gè)加工過程中，切削進(jìn)給速率可一直保持在一個(gè)最優(yōu)的速度上。有效提高刀具使用壽命、減少刀具損壞。”

當(dāng)數(shù)控銑削刀路編寫完成后，還需要進(jìn)行刀路仿真，通過仿真模擬檢查數(shù)控銑削是否存在刀路過切或在加工過程中撞刀等故障，對于出現(xiàn)的過切或撞刀等的刀路，應(yīng)對數(shù)控程序進(jìn)行檢查，找出原因，并對其進(jìn)行修改，再重復(fù)仿真模擬，直到不發(fā)生過切或撞刀為止。

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。

利用計(jì)算機(jī)軟件仿真模擬的形式，檢測具體的程序語句是否存在錯(cuò)誤，如果語句編寫的上下邏輯有問題，仿真軟件會(huì)自動(dòng)指出存在的問題，以便于編程人員及時(shí)的進(jìn)行程序修改，直到操作程序不存在問題。 二看工件坐標(biāo)屏幕上會(huì)顯示當(dāng)前刀具的機(jī)床坐標(biāo)、工件坐標(biāo)等詳細(xì)信息，在進(jìn)行檢查時(shí)，要注意對照屏幕數(shù)值與實(shí)際的刀尖位置，確保兩者之間的坐標(biāo)值能夠一一對應(yīng)。

利用計(jì)算機(jī)軟件仿真模擬的形式，檢測具體的程序語句是否存在錯(cuò)誤，如果語句編寫的上下邏輯有問題，仿真軟件會(huì)自動(dòng)指出存在的問題，以便于編程人員及時(shí)的進(jìn)行程序修改，直到操作程序不存在問題。 二看工件坐標(biāo)屏幕上會(huì)顯示當(dāng)前刀具的機(jī)床坐標(biāo)、工件坐標(biāo)等詳細(xì)信息，在進(jìn)行檢查時(shí)，要注意對照屏幕數(shù)值與實(shí)際的刀尖位置，確保兩者之間的坐標(biāo)值能夠一一對應(yīng)。

由于第一把刀具直徑過大，中心凹槽切削不到，留有很大的余料，采用D5R0的刀具進(jìn)行中間部位的開粗。加工仿真6.3 創(chuàng)建“深度加工輪廓”操作，對工件平坦的曲面進(jìn)行半精加工。按照步6.1操作，進(jìn)行加工仿真，結(jié)果如圖：單擊“確定”彈出“深度加工輪廓操作”操作對話框。

刀具與參數(shù)設(shè)置 定義刀具庫中的刀具尺寸、材料，設(shè)置切削速度、進(jìn)給量等參數(shù)。 4. 路徑生成與優(yōu)化 生成刀具路徑后，通過仿真驗(yàn)證并調(diào)整參數(shù)（如步距、切削深度）。 5. 后處理與輸出 選擇匹配機(jī)床的后置處理器，導(dǎo)出NC代碼至數(shù)控機(jī)床。 四、優(yōu)缺點(diǎn)分析 優(yōu)點(diǎn)： 高效自動(dòng)化：特征識(shí)別和模板化編程大幅縮短編程時(shí)間。