3.3 刀屑接触和摩擦模型 16

3.4 热传导模型 16

3.5 DEFORM模型的建立过程 17

3.5. 1 进入DEFORM-3D V6.1的主页面如下： 17

3.5. 2 切削三要素的设定： 18

3.5. 3 刀具的选择： 18

3.5. 4 刀具添加图层： 19

3.5. 5 工件模型： 19

3.5. 6 刀具的网格划分： 20

3.5. 7 工件的网格划分： 20

3.6 前处理模拟过程 21

3.7 后处理模拟过程 21

3.7. 1 刀具应力模拟结果如图 21

3.7. 2 应力分析 22

3.7. 3 工件温度分析如图所示： 23

3.7. 4 刀具温度曲线图： 23

3.7. 5 导出各应力和温度的数据求结果均值： 24

第四章  仿真结果及分析 25

4.1 切削条件 25

4.2 常用刀具材料 25

4.2. 1 碳素工具钢 25

4.2. 2 合金工具钢 25

4.2. 3 高速钢 25

4.2. 4 铸造钴基合金 26

4.2. 5 硬质合金 26

4.2. 6 陶瓷 26

4.2. 7 超硬刀具材料 26

4.3 涂层刀具切削的仿真 27

4.3. 1 涂层——TiC 27

4.3. 2 涂层——TiN 27

4.3. 3涂层——Al2O3 27

4.3. 4 分析结果 27

4.4 未添加涂层材料刀具切削的仿真 29

4.4. 1 碳化钨（WC） 29

4.4. 2 Carbide(x%Cobalt) 29

4.4. 3 金刚石材料 29

4.4. 4 分析结果 30

4.5 刀具切削分析结论 32

第五章  总结与展望 34

5.1 总结 34

5.2 对有限元模拟金属切削机理的展望 35

参考文献 36

致  谢 37 

第一章  绪论

随着科学技术的迅速发展，材料的使用要求与切削加工性之间的矛盾日益突出，特别是切削难加工材料时往往使得刀具磨损快、易打刀、加工质量难以达到要求，切削效率极低。选择合适的刀具，对降低生产成本、提高生产效率，采用自动化、集成化生产有着不可忽视的效果。同时也提升了国家基础制造业的水平，增强本国企业的国际竞争能力，对推动国家经济和科技发展都具有至关重要的意义。

切削过程中，因刀具材料的不同，对同一种加工材料的切削能力会有很大的差异；同时，在不同的切削速度下，一把刀具的切削性能也会受到较大的影响。为了在难加工材料的切削过程中，提高切削效率、提高刀具寿命、改善加工表面质量，我们针对难加工材料的切削性能进行仿真研究，比较不同刀具的切削性能，以选择最合适的刀具。