1. 研究目的与意义
有限元分析方法最早被应用在切削工艺的模拟是在70年代，与其他传统方法相比，它大大提高了分析的精度。将有限元模拟应用于研究和优化成形加工已经证明了是一种很有效的方法，而用有限元方法模拟切削过程进而改进工具设计，选择合理的工作条件也是很有效的。在金属切削的有限元模拟分析方面，许多学者已经作了大量的研究工作，建立了许多简化的有限元模型。Lajkzok M.R.应用有限元方法研究切削中的主要问题，初步分析了切削工艺。Yen.Y.C和Li.K等人用有限元方法模拟研究了工具的磨损。J.S.Strenkowski.C.C.Hsieh和A.J.Shih用有限元方法分析了钻削过程麻花钻钻削力和扭矩。Shiva Kalidas，Shiv G.Kapoor和Richard E.DeVor建立了有限元模型，获得了钻削过程中工件的瞬间热量。Matthew Bono,Jun Ni用有限元模型计算了刀具和工件的热扭曲变形，这个模型可以用来计算孔钻削直径和深度的关系。国内也有很多学者进行了这方面的研究，清华大学的方刚对切削进行了深入的研究，研究了切削后工件的残余应力、切削过程中切屑断裂准则等。到目前为止，我国对金属切削过程三维有限元仿真方面的研究尚处于探索阶段，对仿真中出现的问题并没有明确地认识。因此，采用DEFORM-3D软件对金属切削过程进行三维有限元仿真及实验研究，可以对金属切削机理有更深入的了解与认识，这对提高我国精密、超精密产品的制造水平意义重大。
45钢切削的加工难度主要是减小切削力和切削热大的影响，以及切削表面硬化现象严重，切削难于控制和刀具磨损等。在45钢钻削加工过程中，由于条件的限制，刀具的速度、温度、所受的扭矩及工件的应力、应变等都会对孔加工精度产生一定的影响，从而使加工结果出现误差。基于上述原因，对45钢钻削过程温度场与应力场的数值模拟仿真分析已势在必行。该仿真结果对钻削加工过程中工艺效果的预测和优化具有现实的指导意义，能够为其寻找最佳的加工工艺参数。通过对该结果的分析和完善，不但能够缩短生产周期，降低制造成本，提高加工精度，延长刀具寿命，而且依据该结果，可以制定出更加的加工工艺，以获取更大的经济效益。
2. 研究内容和预期目标
本课题拟采用deform三维数值模拟软件对45钢的钻削过程进行计算，分析切削力、切削温度与刀具几何尺寸的关系，优选刀具的尺寸。基本步骤包括，切削过程的分析、有限元模型的建立、计算，分析计算结果。
研究内容：需要熟悉有限元算法及软件deform、工件材料本构模型、刀－屑摩擦模型、切屑分离和断裂准则等。对计算结果的分析，包括切削力、切削温度等。另外，需要采用三维绘图软件proe建立车刀模型。需要的软件包括deform、proe。其中deform、
proe是采用有限元法进行计算的软件。deform是机械、材料加工的专业软件，非常适合于机械行业应用。
3. 研究的方法与步骤
本课题拟采用deform三维数值模拟软件对45钢的钻削过程进行计算，分析切削力、切削温度与刀具几何尺寸的关系，优选刀具的尺寸。
基本步骤包括：
1.对45钢钻削过程的分析:
4. 参考文献
1、郭建英． 基于不同刀 －屑摩擦模型的金属切削过程动力学研究[d]． 太原 ： 太原理工大学，2010
2、李传民，王向丽，闫华军，等.deform5.03金属成形有限元分析实例指导教程[m].北京:机械工业出版社，2007.
3、温效朔，王克琦.切削加工有限元仿真与应力分析[j].工具技术，2006，40(7):30-32.
5. 计划与进度安排
1. 2022-3-2～2022-3-15 查阅资料，撰写开题报告和翻译外文资料；
2. 2022-3-16～2022-4-5 查阅资料，分析45钢的钻削过程及钻削机理,熟悉钻削过程温度场、应力场的边界条件、初始条件；
3. 2022-4-6～2022-5-3 建立有限元模型，分析不同的钻削用量情况下，钻削力、钻削温度的变化；
