阀体镗削精加工过程仿真分析(附件)
阀体在关键的领域中，是减少质量指标的处理是重要的因素。因此，在阀体加工过程中，对其配合面和密封面的尺寸精度和表面质量要求较高。利用金属切削工艺有限元分析软件AdvantEdge对阀体配合部位镗削精加工过程进行仿真，能够有效的模拟切削过程中刀具所受切削力和切削温度随时间的变化。并在此基础上结合了单因素法，分析了在不同的切削参数条件下刀具所受的力和所受的热变形对阀体被加工表面质量和尺寸精度的影响。本文利用了有限元仿真软件AdvantEdge所建立有限元模型，从而来模拟仿真阀体配合面精加工的过程，然后通过改变切削参数切削速度、背吃刀量与进给量的值的变化可以来研究在加工过程中切削参数对切削力跟切削参数对切削热的影响。通过仿真来得到的模拟的结果可以知道阀体在进行精加工时表面的表面精度和尺寸精度的保证应是要选择较小进给量和较小的背吃刀量以及较大的切削速度的参数来保证加工要求。关键词 阀体，镗削，精加工，有限元分析，切削参数
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究意义 2
1.3 国内外研究现状 2
1.3.1 国内研究 2
1.3.2 国外研究 3
1.4 本课题主要工作 3
2 仿真方案 4
2.1 AdvantEdge软件介绍 4
2.2 工件材料及切削用量的确定 4
2.3 刀具材料和刀具几何角度的确定 5
2.4 其他参数的的确定 7
3 AdvantEdge有限元模型的建立 8
3.1 新建工作文件名称 8
3.2 设置工件的参数 9
3.3 刀具的选择过程 10
3.4 加工刀具材料的选择步骤 11
3.5 加工参数的设置 12
3.6 工件网格的设置 13
3.7 设置完成开始运行并获得参数步骤 13
4 获得仿真结果并进行分析 14
4.1 不同切削参数下刀具切削力的变化 14
4.1.1 进给量（Z向）对刀具切削力的变化 14
4.1.2背吃刀量（Y向） *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
对刀具切削力的影响 16
4.1.3 切削速度（X向）对刀具切削力的影响 18
4.2 不同切削参数下刀具温度的变化 20
4.2.1 进给量（Z向）对刀具温度的影响 20
4.2.2 背吃刀量(Y 向)对刀具温度的影响 22
4.2.3 切削速度(X向)对刀具温度的影响 24
结 论 27
致 谢 28
参 考 文 献 29
1 绪论
1.1 研究背景
我国的科学技术与国家的综合实力在不断的增强，尤其是在机械技术制造业当中，其取得的成就真的是突飞猛进的。在国家的发展历程中，工程结构所需要用的钢材特别是低合金调质的高强度钢在各行各业中所需要的是越来越多，越来越广，所占的比例也是越来越高。行业里所要用到的低合金调质的高强度钢不仅需要强度特别高，而且还需要有能通过添加不同的金属元素，慢慢地通过变化来提高性能。特别是要有很好的综合切削性能，因此合金钢的发展受到了很多生产厂家甚至是军工设备建造商的关注。我们根据资料可以知道低合金的高强度钢在全世界上的年度所消耗量高达1.2～1.5亿吨，并且其增长速度也是不容小觑的，高达每年5%～8%的速度快速增长。因为合金钢的份额在世界上所占的比例很大，因此靠着低合金调质的高强度钢的经济市场也是很庞大的，为了能在国际市场上能占一席之地，所以，能研究出精确而且快速的切削高强度的钢材的独家技术成为行业内外各家争相研究的重要紧急事件，毕竟技术越早能达标，越早投入加工，那么在世界这块超级大蛋糕上，你所能吃下的才会越多，成为佼佼者，成为行业上的领头羊，可以为国家发展贡献自己的所学而感到骄傲。在这篇文章中，分析阀门切削制造加工所切削的领域里，都是阀门使用中的一些重要部分。因为这些面的加工难度大，所以能掌握这些重要面的加工技术，就掌握了未来方向。随着国家的发展，国内的加工设备也越来越先进，再加上后期人才的培养，我相信我国必定会在国际上在机械加工领域称为佼佼者。
在很多情况下，阀门的配套设备中的关键表面比如说配合面跟密封面的加工难度都是非常大的。因此技术的不稳定性不能使阀门达到理想的尺寸精度要求很表面精度的要求，所以在国内所生产的阀门里经常会出现泄漏的问题。阀门问题能不能达到理想既定的使用状态，就不能充分挖掘整套设备的使用性能，是产品的价值性大打折扣是一直困扰我们的重要问题，然而能解决该问题的唯一与关键办法就是完善加工技术，并且不断的发掘新的技术。然而，如果需要对一些重要表面进行加工，使用镗削是一个好的方法。但是在运动的过程中，刀具会随着周围的因素改变。但是，随着国家发展，国家的计算机技术也在不断的提高，因此，有限元软件分析也不断地进步。采用这个方法，就可以减少一些内容，节省了材料和费用，同时自己也有了比较多的时间做自己的事情。这个方法对一些参数有了改变，提高了好的平台，为将来的进步有了基础，是其发展中不能少的一个方面。
为了能解决这些问题，比如零件的精度和尺寸大小是不容易达到的。所以为了不减少工作效率的情况下，根据工厂里所使用的数据，使用用有限元软件进行操作。第一个是减少了时间，第二个是有时间解决其它问题。大大提高工作效率。本文通过在镗削过程中观察切削参数对切削面受力、受热变形的影响，从而希望能在最后的仿真结果中能找到能解决在实际生产过程中被加工的阀体表面其表面质量和尺寸精度达不到设计要求这一问题的办法。
1.2 研究意义
在目前所有的普遍情况下，因为阀门所配套的设备里阀体内表面的切削加工的难道是整个阀门多有加工的难度里是最重大也是最重要的。之所以我国生产的阀门会出现泄漏的问题，主要还是因为阀体和阀芯配合面的尺寸精度是越来越高，但是国内的加工技术已经不能满足所需是实际精度，所以任重而道远。为了我国能在世界性的机械行业里有一席之地，能成为技术领头羊，也为了能发扬大国工匠精神。技术要求的不完美需要得到变化。在一些好的加工时，镗削不能落下。但是在运动的过程中，刀具也会发生一些改变，影响有大有小。随着国家鼓励发展，计算机技术也在不断的提高，因此，有限元软件分析得到质的飞跃。采用有限元分析软件来模拟镗削加工，减少了一些不同的实验，不但节省需要的好材料、费用等等，更是省下了许多的时间。有限元分析优化了切削参量，为实际的镗削实验提供了好的数据。是推动行业发展中不可缺少的一部分。
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国内研究
时间在流逝，国家在进步，国家的方方面面都在发展，现在的社会是计算数字化是社会，因此计算机技术的发展是大幅度跨越式的发。因此在机械行业里，计算机运用到加工方面更是满满皆是。所以利用有限元来对切削加工进行分析更是不稀奇，随处可见。比如说像陆郁等，他们利用了AdvantEdge这款有限元分析的软件来研究了汽车发动机曲轴孔的精加工镗削的切削性能进行了仿真研究。比如说是，刘汇源等也是利用了这个方法分析。研究球面的加工，同时根据结果提出了球体密封面的一些工艺参数。同时，还有高培军等人采用了新的分析方法来进行，才能有理有据的对阀体加工过程的变化、规律的变化和刀具切削力的状况进行下一步的研究分析。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究意义 2
1.3 国内外研究现状 2
1.3.1 国内研究 2
1.3.2 国外研究 3
1.4 本课题主要工作 3
2 仿真方案 4
2.1 AdvantEdge软件介绍 4
2.2 工件材料及切削用量的确定 4
2.3 刀具材料和刀具几何角度的确定 5
2.4 其他参数的的确定 7
3 AdvantEdge有限元模型的建立 8
3.1 新建工作文件名称 8
3.2 设置工件的参数 9
3.3 刀具的选择过程 10
3.4 加工刀具材料的选择步骤 11
3.5 加工参数的设置 12
3.6 工件网格的设置 13
3.7 设置完成开始运行并获得参数步骤 13
4 获得仿真结果并进行分析 14
4.1 不同切削参数下刀具切削力的变化 14
4.1.1 进给量（Z向）对刀具切削力的变化 14
4.1.2背吃刀量（Y向） *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
对刀具切削力的影响 16
4.1.3 切削速度（X向）对刀具切削力的影响 18
4.2 不同切削参数下刀具温度的变化 20
4.2.1 进给量（Z向）对刀具温度的影响 20
4.2.2 背吃刀量(Y 向)对刀具温度的影响 22
4.2.3 切削速度(X向)对刀具温度的影响 24
结 论 27
致 谢 28
参 考 文 献 29
1 绪论
1.1 研究背景
我国的科学技术与国家的综合实力在不断的增强，尤其是在机械技术制造业当中，其取得的成就真的是突飞猛进的。在国家的发展历程中，工程结构所需要用的钢材特别是低合金调质的高强度钢在各行各业中所需要的是越来越多，越来越广，所占的比例也是越来越高。行业里所要用到的低合金调质的高强度钢不仅需要强度特别高，而且还需要有能通过添加不同的金属元素，慢慢地通过变化来提高性能。特别是要有很好的综合切削性能，因此合金钢的发展受到了很多生产厂家甚至是军工设备建造商的关注。我们根据资料可以知道低合金的高强度钢在全世界上的年度所消耗量高达1.2～1.5亿吨，并且其增长速度也是不容小觑的，高达每年5%～8%的速度快速增长。因为合金钢的份额在世界上所占的比例很大，因此靠着低合金调质的高强度钢的经济市场也是很庞大的，为了能在国际市场上能占一席之地，所以，能研究出精确而且快速的切削高强度的钢材的独家技术成为行业内外各家争相研究的重要紧急事件，毕竟技术越早能达标，越早投入加工，那么在世界这块超级大蛋糕上，你所能吃下的才会越多，成为佼佼者，成为行业上的领头羊，可以为国家发展贡献自己的所学而感到骄傲。在这篇文章中，分析阀门切削制造加工所切削的领域里，都是阀门使用中的一些重要部分。因为这些面的加工难度大，所以能掌握这些重要面的加工技术，就掌握了未来方向。随着国家的发展，国内的加工设备也越来越先进，再加上后期人才的培养，我相信我国必定会在国际上在机械加工领域称为佼佼者。
在很多情况下，阀门的配套设备中的关键表面比如说配合面跟密封面的加工难度都是非常大的。因此技术的不稳定性不能使阀门达到理想的尺寸精度要求很表面精度的要求，所以在国内所生产的阀门里经常会出现泄漏的问题。阀门问题能不能达到理想既定的使用状态，就不能充分挖掘整套设备的使用性能，是产品的价值性大打折扣是一直困扰我们的重要问题，然而能解决该问题的唯一与关键办法就是完善加工技术，并且不断的发掘新的技术。然而，如果需要对一些重要表面进行加工，使用镗削是一个好的方法。但是在运动的过程中，刀具会随着周围的因素改变。但是，随着国家发展，国家的计算机技术也在不断的提高，因此，有限元软件分析也不断地进步。采用这个方法，就可以减少一些内容，节省了材料和费用，同时自己也有了比较多的时间做自己的事情。这个方法对一些参数有了改变，提高了好的平台，为将来的进步有了基础，是其发展中不能少的一个方面。
为了能解决这些问题，比如零件的精度和尺寸大小是不容易达到的。所以为了不减少工作效率的情况下，根据工厂里所使用的数据，使用用有限元软件进行操作。第一个是减少了时间，第二个是有时间解决其它问题。大大提高工作效率。本文通过在镗削过程中观察切削参数对切削面受力、受热变形的影响，从而希望能在最后的仿真结果中能找到能解决在实际生产过程中被加工的阀体表面其表面质量和尺寸精度达不到设计要求这一问题的办法。
1.2 研究意义
在目前所有的普遍情况下，因为阀门所配套的设备里阀体内表面的切削加工的难道是整个阀门多有加工的难度里是最重大也是最重要的。之所以我国生产的阀门会出现泄漏的问题，主要还是因为阀体和阀芯配合面的尺寸精度是越来越高，但是国内的加工技术已经不能满足所需是实际精度，所以任重而道远。为了我国能在世界性的机械行业里有一席之地，能成为技术领头羊，也为了能发扬大国工匠精神。技术要求的不完美需要得到变化。在一些好的加工时，镗削不能落下。但是在运动的过程中，刀具也会发生一些改变，影响有大有小。随着国家鼓励发展，计算机技术也在不断的提高，因此，有限元软件分析得到质的飞跃。采用有限元分析软件来模拟镗削加工，减少了一些不同的实验，不但节省需要的好材料、费用等等，更是省下了许多的时间。有限元分析优化了切削参量，为实际的镗削实验提供了好的数据。是推动行业发展中不可缺少的一部分。
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国内研究
时间在流逝，国家在进步，国家的方方面面都在发展，现在的社会是计算数字化是社会，因此计算机技术的发展是大幅度跨越式的发。因此在机械行业里，计算机运用到加工方面更是满满皆是。所以利用有限元来对切削加工进行分析更是不稀奇，随处可见。比如说像陆郁等，他们利用了AdvantEdge这款有限元分析的软件来研究了汽车发动机曲轴孔的精加工镗削的切削性能进行了仿真研究。比如说是，刘汇源等也是利用了这个方法分析。研究球面的加工，同时根据结果提出了球体密封面的一些工艺参数。同时，还有高培军等人采用了新的分析方法来进行，才能有理有据的对阀体加工过程的变化、规律的变化和刀具切削力的状况进行下一步的研究分析。
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