金属切削刀具切削力的有限元仿真研究毕业论文

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1、西安工业大学硕士学位论文金属切削刀具切削力的有限元仿真研究姓名：赵海霞申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：陈桦20070520金属切削刀具切削力的有限元仿真研究学科：机械电子工程研究生签字：指导教师签字：摘要随着计算机技术的迅速发展，有限元法已成为研究和仿真切削过程的重要手段和工具。因此，本课题在研究了金属切削理论和刚塑性有限元理论的基础上，以瑞典SECO公司的MDT系列车刀为主要研究对象，以切削过程中的切削力为主要研究内容，运用有限元方法建立了切削过程的仿真模型。通过设置不同的仿真参数和切削参数，进行多次计算，获得了切削过程中切削力的动态变化曲线

2、，并对不同参数下的切削力进行分析比较，研究了切削参数对切削力的影响规律，为研究刀具的切削性能提供了有用的数据。同时，为了验证仿真模型的正确性，自行设计测力仪进行切削实验，将仿真结果与实验结果进行对比分析，结果表明：两者之间具有合理的一致性和共同的发展趋势，从而验证了仿真模型的有效性和一致性。为了将该仿真结果应用于切削参数的优化中，本课题采用了线性目标规划理论，建立了一个以最大金属切除率和最小工件表面粗糙度作为优化指标的多目标优化模型，并采用目标单纯形法求得其最优解，为实际生产中，根据各项指标的目标值来选择最优切削用量，提供了一种理论方法。切削加工过程的仿真不

3、仅有利于研究切削机理，而且在改进切削刀具的设计和优化切削参数方面有很大的发展潜力。与直接实验方法相比，该方法费用低，耗时短，在考虑多因素时其优势尤为显著，对金属切削的研究具有重要的理论价值和实际意义。关键词：有限元仿真；切削过程；切削力；多目标优化FiniteElementSimulationResearchofCuttingForceforMetalCuttingToolsDiscipline：Mechanical&ElectronicEngineering洲Supe蛐rv鸺iso咖rS咖ignare．ture糍：气门／以胍∽≯门AbstractWitht

4、herapiddevelopmentofcomputertechnology,theFEAmethodhasbecomeanimportantinstrumenttoresearchandsimulatecuttingprocesses．Accordingly,onthebasisofmetalcuttingandrigid-plasticfiniteelementtheory,RegardingMDTtoolsasthemainobjectandtheircuttingforceasthemaincontent,thisthesisdevelopaFEAm

5、odelforsimulatingthecuttingproc鼯s龉．UsingtheFEAsoftwaretosimulatethecuttingprocesses,throughchangingthesimulationandthecuttingparameters，thesimulationCILrV髂ofdynamiccuttingfore．incuttingprocessesa∞obtained．Andtheinfluencesofcutt啦parametersoncuttingforce雠investigatedbyanalyzingthecut

6、tingforcecurve．Theusefuldataareprovidedforresearchingthetools’cuttingcapacities．Accordingly,inordertovalidatetheFEAmodel，themeasu_r℃forceappfianceisdesigned，andthecuttingexperimentsareconducted．Comparisomofsimulatedcuttingforceswithmeasuredforcesshowsimilartrendsandreasonableagreem

7、enLTotakefulladvantageofthesimulationresult,thepaperadoptsthelineargoalprogramm-ingtheory．Amulti-objectoptimalmodelwimthemaximumrateofcuttingmetalandthemini-mumSILtfacerougilnes8oftheworksastheobjectivefunctionsissetup．Andtheoptimalsolut-ionisworkedoutbygoalsimplexmethod．Theapplica

8、tionofmodelcouldoffernew"m