基于ansys的切削加工受力分析

目录

1绪论1

2设计要求1

3金属切削简介［3］1

3.1切削方式1

3.2切屑的基本形态1

3.3积屑瘤2

3.4切削力2

3.5切削热3

3.6切削温度3

3.7刀具磨损3

3.8刀具寿命3

3.9加工表面质量4

3.10切削振动4

3.11切屑控制4

3.12生产应用4

4硬质合金介绍［5］5

5有限元分析软件ANSYS简介及本课题研究的内容和意义5

5.1ANSYS简介［10］5

5.2本课题研究的内容和意义7

6切削加工受力分析的ANSYS求解过程7

6.1定义单元类型［1］7

6.2定义材料属性数据［11］8

6.3创建模型9

6.3.1创建关键点9

6.3.2通过关键点创建线段10

6.3.3由直线生成面11

6.3.4由平面拉伸成体12

6.4划分网格13

6.4.1将定义的单元类型和材料模型赋予工件13

6.4.2用智能划分进行网格尺寸控制14

6.4.3网格划分14

6.5创建摩擦接触对15

6.5.1生成组元15

6.5.2定义摩擦接触对17

6.6求解准备和施加约束边界条件18

6.6.1设置分析类型18

6.6.2求解控制设置18

6.6.3施加约束边界条件19

6.7求解分析22

6.8结果后处理22

7ANSYS求解结果分析24

8谢辞25

9参考文献25

由图知，在靠近切削刃的应力具有最大值，在前刀上，有效应力从切削刃处开始急剧下降，后刀面上的有效应力下降较为缓慢。在刀尖附近应力最大，工件整个受力情况较为均匀。

由于刀尖部位为最大应力点，由此可知刀具破坏的主要形式为刀尖和刀刃破坏，因此选用高强度刀片材料对于增加刀具强度是十分必要的。由于切削过程中会产生高温，且刀具与工件材料之间存在较大压力，因此当温度和应力达到一定水平时，在应力最大处就可能产生刀刃点蚀以及刀具材料塑性变形，使加工精度难以保证，为此必须调整切削参数以降低应力，以保证刀具在稳定的切削状态下工作。此外，由于刀尖部位应力最大，磨损严重，将直接影响加工质量，因此需要及时检查刀具状况并进行刀具补偿。

以上述分析为理论依据，即可在切削加工中正确选择和使用刀具，合理调整切削参数。为了更清楚地说明应力集中处的应力分布状况，还可利用ANSYS沿应力最大处的纵切面表面节点作切片，以显示截面应力变化曲线。由于本文分析的车刀结构较简单，故从略。