1. 研究目的与意义
背景：20crmo钢属于低碳合金结构钢,调质或渗碳淬火处理后,机械性能优良,综合力学性能较好,是目前机械制造行业使用较为广泛的钢材之一,主要用于制造汽车和机床的重要零部件,如精密齿轮、轴套、连杆和活塞等 切削力和切削温度是反映切削加工过程的重要物理量.切削力和切削温度的计算对切削机理的研究、监控切削过程、制定合理的切削用量以及指导现实生产都具有非常重要的意义.目前对切削力和切削温度的预测,多是基于实验的传统方法,费时费力,也会增加生产成本.计算机技术的发展使有限元技术在模拟切削加工中的应用成为可能,因此,采用有限元分析技术进行工件车削加工过程的数值仿真,是确定加工工艺参数、研究切削加工过程、分析工件加工成效的重要手段。20crmo钢属于低碳合金结构钢，调质或渗碳淬火处理后，机械性能优良，综合力学性能较好，是目前机械制造行业使用较为广泛的钢材之一，主要用于制造汽车和机床的重要零部件，如精密齿轮、轴套、连杆和活塞等。相对于铝合金和不锈钢，20crmo钢的切削研究报告较少．因此，利用20crmo钢作为工件材料来研究其切削加工性能就显得十分必要。
目的：熟练使用有限元分析机械加工的方法，主要包括熟练使用deform三维数值模拟软件。了解不同的加工方法对零件的不同的影响。
意义：切削力和切削温度是反映切削加工过程的重要物理量。切削力和切削温度的计算对切削机理的研究、制定合理的切削用量以及指导现实生产都具有非常重要的意义。
2. 研究内容和预期目标
研究内容：在切削力和切削温度建模和预测研究的基础上，定义可靠的材料模型和切屑分离准则，运用合适的摩擦模型，采用Deform 3D软件建立20CrMo钢及其切削刀具的三维有限元模型，对20CrMo钢的干切削过程进行了动态仿真，通过改变单因素切削条件，获得了不同工艺参数条件下的主切削力，以及车削过程中的工件和刀具的温度场及应力场。探讨了车削工艺参数对切削力和切削温度的影响，并将主切削力的仿真结果与实验结果进行了对比，验证了有限元分析的准确性和可行性。
预期目标：将对20CrMo钢车削过程的数值通过切削过程的分析、有限元模型的建立、计算，分析计算结果。得出切削力、切削温度与切削工艺参数的关系，最终达到改进切削工艺的目标。了解切削用量对应力、温度的影响，优化切削工艺。
3. 研究的方法与步骤
研究方法：首先分析20crmo钢车削机理，分析材料的本构方程，建立边界条件、初始条件、刀具工件摩擦机理，有无润滑等。
拟采用deform三维数值模拟软件对20crmo钢车削过程进行计算，分析切削力、切削温度与切削工艺参数的关系，进一步优化切削工艺。
基本步骤：
4. 参考文献
1、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.
2、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.
3、2a12铝合金的车削有限元仿真与实验研究[j].轻合金加工技术，2013，41(9):49-53.
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20crmo钢的车削过程及切削机理,熟悉车削过程温度场、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，分析不同的切削用量情况下，切削力、切削温度的变化；
