田卫军，李郁，何扣芳

(1.西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室，陕西西安710072;2.西北工业大学明德学院，陕西西安710124)

0 前言

钛合金材料以其良好的力学性能、抗腐蚀性能和抗高温氧化性能等特点广泛应用于航空、航天领域，但钛合金属于难加工材料，在加工过程中，具有弹性变形大、切削温度高、单位面积上切削力大等特点［1－2］。由于切削时钛屑和被切削表层易与刀具材料咬合，会产生严重的黏刀现象，容易引起刀具剧烈的黏接磨损。对钻削参数合理的选择，有助于提高刀具寿命。近年来国内外学者对TC4 钛合金的钻削进行了深入的研究。K SAKURAI 等［3－5］分别采用无涂层WC/Co 和TiAIN 涂层硬质合金钻头对TC4 进行了钻削研究;S SHARIFA 等［6］研究了TC4 的钻削参数对钻削力的影响。

文中以航空用TC4 钛合金为研究对象，采用有限元仿真的方法，开展钻削参数对TC4 钻削力和钻削温度影响的研究，建立了TC4 的三维钻削加工有限元模型;获得了不同参数下的铣削力和温度以及刀具上的温度场分布。该研究结果对提高钛合金的可钻削性具有一定的参考意义。

1 TC4 钛合金高速铣削过程仿真

1.1 工件材料

工件材料TC4 钛合金。TC4 钛合金化学成分组成如表1所示。其在室温/高温下的力学性能如表2所示。

表1 TC4 钛合金的化学成分(质量分数)%

表2 TC4 钛合金的力学性能［1］

1.2 仿真模型及加工条件

作者运用AdvantEdge FEM 有限元仿真软件进行钛合金钻削力和温度的仿真。刀具选择高速钢刀具，冷却条件为干切削，初始温度20 ℃。……