塑性材料三维端面铣削过程的有限元仿真开题报告

1. 研究目的与意义

近几年，随着对切削过程的有限元深入研究，研究方向越来越细化，内容更加符合实际，应用了更精准的材料模型，对塑性成型技术的理论研究更加精细金属切削过程的研究，不论对提高零件质量、降低加工成本、提高生产效率和经济效益，还是对金属切削加工自动化有十分重要的意义。

金属切削过程是非常复杂的，利用有限元方法来研究切削过程是目前金属切削的研究方向。

高科技手段不仅用于验证和优化设计，也用于对塑性材料和新材料的探索。

2. 国内外研究现状分析

1940年，最早研究金属切削机理的是merchant,piispanen,lee和shaffe等人，他们建立了金属切削的剪切角模型，并确立了剪切角与前角之间的对应关系。

1959年palmer和oxley在他们的模型中考虑了构件硬化和应变率对加工过程造成的影响，是材料模型更加的合理。

1973年美国的b.e.klameehi最先系统的研究金属切削加工中切削的形成原理，开创了有限元方法的历史先河，为以后的研究指明了方向。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容主要有：加工工件表面和切屑的温度场分布、应力分布、应变分布和残余应力分布等。本课题是以塑性材料端面铣削过程的仿真分析为例，来使用有限元方法对三维端铣过程的切削力、切削温度的进行分析与仿真。计划通过老师的指导，以及计算机软件Third Wave的熟悉操作最终得出论文结果。

2010-2-22~2010-3-19：确定论文方向，写出开题报告 2010-3-22~2010-3-26：实习准备工作，搜集相关资料 2010-3-29~2010-4-04：完成论文第一章。 2010-4-05~2010-4-18：完成论文第二章.2010-4-19~2010-5-02：完成论文第三章。 2010-5-02~2010-5-09：完成论文第四、五章。 2010-5-10~2010-5-16：检查修改完成一次论文初稿 2010-5-17~2010-5-29：根据指导老师的讲评及意见，修改并提交二次论文草稿 2010-5-30~2010-5-31：讲评第二次论文草稿、集中解决有关论文漏洞问题并及时修改 2010-6-01~2010-6-11：基本完成论文大纲要求，论文成型，指导老师讲评修改并定稿 2010-6-12~2010-6-18：整理打印论文、装订论文 2010-6-19~2010-6-30：准备参加答辩

4. 研究创新点

本课题的总体创新思路是在金属塑性成形有限元理论的基础上，通过大型有限元软件third wave 来模拟三维金属铣削过程，以提取铣削过程中铣削力、温度场、应力与应变、刀具磨损等参数，并分析不同铣削条件对主铣削力和刀具磨损的影响。

具体思路如下： （1）在掌握有限元基本理论、刚粘塑性变形理论前提下，应用金属切削原理、刚粘塑性变形等理论知识和thirdwave软件建立金属切削三维热力耦合刚粘塑性有限元模型。

（2）金属切削过程仿真加工。