3 可轉位車刀受力的ANSYS分析,可轉位,車刀,ansys,分析 湘潭大學畢業(yè)論文題 目：可轉位車刀受力的 ANSYS 分析專 業(yè)：機械設計制造及其自動化學 號： 2007183803 姓 名： 陳健 指導教師： 周里群 完成日期： 2011 年 6 月 湘潭大學畢業(yè)論文（設計）任務書論文（設計）題目： 可轉位車刀受力的 ANSYS 分析 學號： 2007183803 姓名： 陳健 專業(yè)：機械設計制造及其自動化 指導教師： 周里群 系主任： 一、主要內容及基本要求要求使用 ANSYS 軟件，對可轉位車刀進行受力的有限元分析。具體完成以下工作： 1、利用 ANSYS 的前處理器建立可轉位車刀的有限元模型； 2、利用 ANSYS 的求解器定義邊界條件、加載外力、求解； 3、利用 ANSYS 的后處理觀察在給定時間點整個模型的結果或用于觀察模型中指定點處呈現(xiàn)為時間的函數(shù)的結果； 4、分別采用命令流方式； 5、撰寫畢業(yè)設計說明書一份，字數(shù)要求在 8000 字以上； 6、翻譯 3000 字以上的外文翻譯； 二、重點研究的問題1、在 ANSYS 平臺上進行有限元建模； 2、運用 ANSYS 進行應力應變分析； 三、進度安排序號 各階段完成的內容 完成時間1 查閱資料、調研2 總體方案設計3 利用 ANSYS 對可轉位車刀建模4 劃分有限元模型5 應用邊界條件、施加載荷并求解6 采用命令流方式求解7 撰寫畢業(yè)設計說明書（包括外文文獻翻譯）8 整理資料準備答辯四、應收集的資料及主要參考文獻[1] 任重．ANSYS 實用分析教程[M]．北京：北京大學出版社，2003.3:1~333 [2] 易日. ANSYS6.0 進行靜力學分析[M] .北京：北京大學出版社，2002.9:1~284 [3]陳日曜.金屬切削刀具 [M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.1 :1~227 [4]葉偉昌,嚴衛(wèi)平 ,葉毅．涂層硬質合金刀具的發(fā)展與應[J]．硬質合金，1998.1：54~57 [5]楊國偉.CVD 技術在超硬涂層制備中的應用[J]．表面技術 1995，24(5)：25～27 [6]邵特，李世瑁．Pro ／E 與 ANSYS 的連接方法與應用賣例[J]．機械設計，2004.9：58~56 [7]符煒.實用切削加工手冊[J].切削加工，2002.8：349~395 [8]陳精一，蔡國忠.電腦輔助工程分析[M].北京，2001.3：1~231 湘潭大學畢業(yè)論文（設計）評閱表學號 20071738003 姓名 陳健 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設計）題目： 可轉位車刀受力的 ANSYS 分析 評價項目 評 價 內 容選題1.是否符合培養(yǎng)目標，體現(xiàn)學科、專業(yè)特點和教學計劃的基本要求，達到綜合訓練的目的；2.難度、份量是否適當；3.是否與生產、科研、社會等實際相結合。能力1.是否有查閱文獻、綜合歸納資料的能力；2.是否有綜合運用知識的能力；3.是否具備研究方案的設計能力、研究方法和手段的運用能力；4.是否具備一定的外文與計算機應用能力；5.工科是否有經(jīng)濟分析能力。論文（設計）質量1.立論是否正確，論述是否充分，結構是否嚴謹合理；實驗是否正確，設計、計算、分析處理是否科學；技術用語是否準確，符號是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范；2.文字是否通順，有無觀點提煉，綜合概括能力如何；3.有無理論價值或實際應用價值，有無創(chuàng)新之處。綜合評價評閱人： 2010 年 6 月 日湘潭大學畢業(yè)論文（設計）鑒定意見學號： 2006183803 姓名： 陳健 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設計說明書） 31 頁 圖 表 張論文（設計）題目： 可轉位車刀受力的 ANSYS 分析 內容提要： 為了提高刀具的耐用度以及可轉位刀具的優(yōu)化設計，選用了以下可轉位刀具的刀片刀桿，利用 ANSYS 建立三維模型，設定單元類型為 SOLID92,刀桿和刀片的網(wǎng)格大小分別為 1.8 和 0.8，在刀具柄部端面施加固定約束，在刀刃加載荷。刀片的形狀：正方形、邊長為 15.875、厚度為 6.35、中心孔直徑為 6.35、法向后角為 0°、單面有直線圓弧形斷屑槽。刀片材料：硬質合金YTl4，其材料性能：彈性模量E=525Gpa，泊松比v=O.25，密度 P=12000kg／m3。刀桿的形狀為矩形截面，寬 B 為 20、高 H 為 25、刀桿長度 L 為 125。刀桿材料是 45 號鋼，刀桿的材料性能：彈性模量 E=210Gpa，泊松比 v=O.3，屈服強度 y=1350Mpa，密度 P=7850kg／m3。刀具的幾何參數(shù)：主偏角 Kr=75°；主前角 =12°；后角 =8°；刃傾角 =6°。0?0?0?在刀刃加載荷：切削力 Fc=2598N; 進給力 Ff=1299N;背刀力 Fp=649.5N。結果表明：可轉位刀具進行切削加工時，主切屑刃靠近刀尖區(qū)域所受到的應力最大，產生的應變最大，因此，該部位是刀具失效的關鍵部位。通過分析可全面了解刀具的各方面的性能，為刀具的快速開發(fā)提供了條件。指導教師評語較好地完成了可轉位刀具的有限元分析、模型的建立合理，程序通順、求解符合要求，計算出刀具內部應力應變場。設計期間遵守校規(guī)校紀，表現(xiàn)良好，成績建議評為良好。指導教師： 年 月 日答辯簡要情況及評語答辯小組組長： 年 月 日答辯委員會意見答辯委員會主任： 年 月 日目錄第一章 引言………………………………………………………………………11.1 本課題研究的意義………………………………………………………2第二章 可轉位車削刀具…………………………………………………………32.1 可轉位外圓車削刀具結構………………………………………………32.1.1 可轉位刀具的概述…………………………………………………32.1.2 可轉位刀片設計的基本要求………………………………………32.1.3 可轉位刀片結構特點………………………………………………42.2 可轉位外圓車削刀具夾緊方式…………………………………………42.2.1 刀片的夾固要求……………………………………………………42.2.2 可轉位車刀的夾緊形式………………………………………………52.3 可轉位外圓車削刀具材料…………………………………………………52.3.1 刀具材料的重要性…………………………………………………52.3.2 現(xiàn)代刀具材料的分類及性能…………………………………………62.4 可轉位外圓車削刀具的受力問題…………………………………………72.4.1 刀具的夾緊可靠度…………………………………………………82.4.2 可轉位車刀的幾何角度……………………………………………9第三章 ANSYS 的功能簡介……………………………………………………103.1 ANSYS 的軟件介紹………………………………………………………103.2 ANSYS 的主要技術特點…………………………………………………113.3 ANSYS 的分析過程………………………………………………………13第四章 可轉位車刀受力的有限元(ANSYS)分析……………………………144.1 硬質合金可轉位刀片選擇……………………………………………144.2 刀桿選擇………………………………………………………………154.3 建立模型………………………………………………………………154.4 載荷條件………………………………………………………………154.4.1 切削力……………………………………………………………154.4.2 夾緊力……………………………………………………………154.4.3 本章小結…………………………………………………………154.5 可轉位刀具的有限元分析…………………………………………… 164.5.1 可轉位刀具三維模型的建立……………………………………164.5.2 可轉位刀具的有限元模型………………………………………194.5.3 結果分析…………………………………………………………20結論……………………………………………………………………………………21致謝……………………………………………………………………………………22參考文獻……………………………………………………………………………23附錄Ⅰ外文文獻翻譯附錄Ⅱ外文文獻原文可轉位車刀受力的有限元分析摘要：為了深入研究切屑過程中可轉位車刀的力學性能，采用三維有限元方法對金屬的切削加工過程進行模擬計算?？紤]實際刀具的幾何形狀及其安裝角度，基于 ANSYS 建立硬質合金可轉位刀具的三維立體模型；設置單元類型、材料屬性并進行網(wǎng)格化。通過經(jīng)驗公式計算出切削力，利用ANSYS 施加約束條件，施加載荷并求解，進行應力場分析。結果表明，利用有限元方法對硬質合金可轉位刀具分析的結論與經(jīng)驗計算較為相符，為可轉位刀具的優(yōu)化設計提供了一定的方法和依據(jù)。關鍵詞：ANSYS、硬質合金可轉位車刀、切削模擬Force Analysis of Turning Carbide insert ToolsAbstract: To take an example of a turning carbide insert, a 3D finite element method was employed to simulate the cutting process of the carbide insert ,investigating its mechanical charateristics, In detail ,based on the real shape and the mounting angles of the insert,a 3D prototyping model was firstly generated using ANSYS,And then the cutting forces from the experiments were loaded on the insert to implement FEA on it with ANSYS, Generally,the results from the finite element model were found to be compatible with the actual results in the insert ‘s working process,thus providing a basis for future designs.Keyword:ANSYS、Turning carbide insert、Force Analysis