单晶铜三维钻削加工的有限元仿真分析开题报告

1. 研究目的与意义

金属切削广泛应用于机械零件的加工,所以研究金属的切削加工过程有着十分重要的意义。

切削力、切削温度和刀具磨损是反映金属的切削过程主要物理特性指标。

在金属切削过程中切削热和通过切削热生成的切削温度，直接影响了刀具的磨损程度和其使用寿命，同时也会影响加工工件的表面质量和加工精度。

2. 国内外研究现状分析

学者李艳慧等在2017年应用有限元仿真技术与工程模拟有限元软件ABAQUS,研究了高速切削加工过程中产生的锯齿状切屑的形成过程。

Iwata 等人使用超精密切削设备和金刚石刀具切削了无氧铜( OFHC) ，测量了切削力和工件中的温度值。

3. 研究的基本内容与计划

应用软件Third Wave systems,研究单晶铜的切削过程，建立三维几何模型，研究超精密切削过程中产生的切削热对切削力和工件变形的影响以及切削速度对切削力和残余应力的影响，研究切削中涉及到的有限元网格模型、材料本构关系、刀屑间摩擦和材料失效准则等关键技术，得出了切削中的材料表面应力应变和温度分布，为单晶铜的切削工艺优化提供了一种方法。

4. 研究创新点

随着计算机技术的发展，利用有限元分析的方法，使得对刀屑的最初接触到进入稳态切削的整个过程进行瞬态模拟成为了可能。

有限元模拟的方法成为近三十年来进行切削加工过程研究的重要的手段之一。

40多年来伴随着计算机技术的迅猛发展，有限元法已经从二维发展到了三维，几乎应用在了所有科学技术领域。