摘要为研究镍基合金GH4169（Inconel718）切削机理，基于DEFORM-3D V6.1建立切削有限元模型并对GH4169的切削过程进行了仿真模拟，以软件刀具默认的几何参数及冷却参数的前提下，设定适宜的切削参数，改变刀具的材料，对材料GH4169切削过程进行了仿真，获得了只以刀具材料为变量的条件下，切削力、切削温度的变化情况，本次仿真以硬质合金刀具为主，分为涂层刀具和未涂层刀具，同时也使用金刚石刀具和陶瓷涂层刀具进行仿真，以排除软件刀具材料库材料数目有限的限制，比较几类刀具的切削效果。仿真结果表明：在其他因素不变条件下，改变刀具的材料对切削过程有较大的影响，切削时的机械冲击，可以明显的排除脆性较大的刀具材料，如金刚石刀具，同时，比较了同样基体的刀具材料，有涂层和没有涂层的切削效果，对GH4169材料，不添加涂层的WC硬质合金刀具是最适宜切削的刀具。49745

毕业论文关键词： 镍基合金；有限元；刀具材料；切削力；切削温度

Abstracts To research the cutting mechanism of nickel-based alloy GH4169 (Inconel 718) , we established a finite element model based on DEFORM-3D V6.1 and simulated the cutting process of GH4169 . Choosing the default geometric parameters and cooling parameters at first , and setting appropriate cutting parameters ; these two parameters are invariants , the only one parameter that is variable is tool material which is the research topic of this essay . Simulation process will be done after those setting , during the simulation process , Y STRESS and CUTTING TEMPERATURE are most important datas that we should export these graphs , and do statistics and analysis . Carbide tools are given priority to be simulated , they are pided into coating-tools and no coated tools , the study results show that the materials of tools have great influence on cutting process , the cutting mechanical shock can significantly get rid of brittleness tools such as diamond cutter , at the same time , WC carbide cutting tools is the most suitable tool for GH4169 .

Key words ： nickel alloy ; finite element ; tool materials ; cutting stress ; cutting temperature 

目  录

第一章  绪论 1

1.1 GH4169  材料简介 1

1. 2 刀具结构、材料及工艺参数的选择 2

1.2. 1 刀具几何参数的选择 2

1.2. 2 刀具材料的选择 2

1.2. 3 刀具工艺参数的选择 3

第二章  有限元理论及其实际运用 4

2.1 有限元法分析简介 4

2.2 有限元法原理及运用步骤 4

2.3 有限元历史发展历程及现状 5

2.3. 1二维金属切削过程有限元分析的发展现状 6

2.3.2 三维金属切削过程有限元分析的发展现状 8

2.4 常用有限元软件的分析比较 9

2.4. 1 Deform 9

2.4. 2 ANSYS 10

2.4. 3 ABAQUS 10

2.4. 4 LS-DYNA 11

2.5 DEFORM-3D-V6.1仿真的顺序 12

第三章  DEFORM模拟过程前处理 14

3.1 材料模型设置 14

3.2 切屑分离及断裂模型