摘要: 随着高新技术的发展，对工件加工精度的要求也越来越高。在实际的数控加工过程中，各种工艺因素都会对工件的加工精度产生相应的影响。其中影响加工精度的主要因素有：切削力引起的刀具及工件变形，破坏了刀具和工件的正确的相对位置，影响工件的加工... 展开 随着高新技术的发展，对工件加工精度的要求也越来越高。在实际的数控加工过程中，各种工艺因素都会对工件的加工精度产生相应的影响。其中影响加工精度的主要因素有：切削力引起的刀具及工件变形，破坏了刀具和工件的正确的相对位置，影响工件的加工精度；切削热引起的刀具及工件的热变形，也影响工件的加工精度，尤其在精密加工中，由于热变形引起的加工误差占加工总误差的40％～70％；切削热以及由它产生的切削温度，直接影响了刀具的磨损和使用寿命，同时也影响工件的加工精度和表面质量。因此研究切削力和切削热对加工精度影响具有很重要的意义。 本文针对虚拟数控加工过程，对影响加工质量的主要因素切削力和切削热进行分析、计算、仿真和实验研究。数控加工仿真分几何仿真和物理仿真，目前大都集中在虚拟机床模型的建立，运动仿真以及干涉检验等几何仿真，对切削力、机床振动及热变形等物理仿真及误差分析等方面处于探索阶段。在数控加工仿真中，几何仿真只是前提条件，更为重要的是切削力、机床振动及热变形等在机械加工切削过程中的物理仿真，这已成为机械科学前沿领域的研究热点和重点。 本文针对物理仿真中的几项基本单元技术进行研究。首先，通过有限元的基本理论和有限元ANSYS软件实现了切削过程的二维动态仿真，建立了刀具和工件的材料模型和有限元模型；其次，本文将工件简化为悬臂梁，利用积分法计算工件的变形量，同时，通过有限元仿真方法，对工件因受力变形引起的加工误差，进行预测分析。并通过理论计算验证该有限元分析结果的精确性；最后，基于有限元仿真的分析方法，分析了由切削热引起的刀具和工件的变形，针对车削的加工误差的影响，本文进行了相关的实验研究，实验结果验证了该有限元仿真分析的可行性，同时有限元仿真的结果对以后的实践也有一定的指导作用。 收起