单晶铜攻丝过程的三维有限元仿真开题报告

1. 研究目的与意义

本课题着重对有限元法来模拟切削过程不但克服了传统实验方法的费时,费用昂贵的缺点，还可以从模拟结果中得出许多实验难以得到的材料力学特性和物理特性。

本课题是以单晶铜攻丝过程的仿真分析为例，来使用有限元仿真对三维攻丝加工过程的切削力，切削温度及切削形态等进行仿真和分析。

本课题主要加深学生对刀具的选择，工件材料及切削过程的理解和认识，培养学生掌握基本的有限元知识和有限元软件的应用。

2. 国内外研究现状分析

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美国的 b. e. klameck 首先开始运用切削仿真技术研究的，他运用所建的模型模拟力切屑的形成，并从理论上分析力切屑形成的过程。

后来1984年，iwata 通过有限元模型模拟出了金属切削所产生的切屑的厚度、切屑打卷方式以及材料在切削时的应力分布，同时也分享了刀具组切削时产生的摩擦力对被加工材料的影响，并且也分析了材料的力学性能对各种加工材料的影响，通过实际的切削试验与仿真实验数据进行对比，得出的结果十分的相近，从而为后来的金属切削仿真实验奠定了更深厚的基础。

3. 研究的基本内容与计划

1.本课题主要内容为单晶铜攻丝过程的有限元仿真，要求得到：加工过程的切削力曲线、切屑的形成及形态、温度场分布等仿真结果，并对典型塑性材料切削过程中的不同物理现象做理论分析；2 .前言内容应包括：课题的目的和意义、切削仿真方法的研究现状、课题的主要研究内容等； 3.根据攻丝过程切削仿真的特点，合理的选择刀具材料、刀具前角、后角、切削用量等参数并阐明选用原因； 4.单晶铜材料的材料本构模型为剪切失效模型，简述其作用机理； 5.合理的选用切屑分离准则并阐明选用原因，并对不同分离准则的优缺点做理论分析。

研究计划: 第1周-第2周(熟悉任务，收集资料，了解任务 书和撰写开题报告。

第3周-第6周熟悉有限元软件third wave， 着手为建模准备，通过查阅资料了解塑性材料的特点，切削过程的特点，选择刀具材料，定义刀具各项几何参数。

4. 研究创新点

攻丝是本课题中一个重点而丝锥的选择和建模更是一个难点，在丝锥的选择中我们需要考虑到前角，后角，容屑槽等因素来进行三维仿真。

由于仿真软件和实际实验过程总会有差异，在将来怎样让这种差异越来越小是我们所需要进行的。