山西中北大学机械与动力工程学院　倪雪婷　沈兴全　曹卫卫　张继明　李忠秋

钛合金高速铣削力的有限元分析

山西中北大学机械与动力工程学院倪雪婷沈兴全曹卫卫张继明李忠秋

将钛合金Ti6Al4V高速铣削加工过程简化为二维切削有限元模型，运用ABAQUS分析得到了加工参数及刀具几何参数对铣削力的影响。由结果得出：刀具转速与进给量从600rpm，10mm/s变化到 2400rpm，40mm/s时对最大切向力与最大切深抗力的影响较为显著；刀具前角在 5～ 15°范围内的增大有利于铣削力的降低。

钛合金；铣削力；有限元

1引言

钛合金具有强度高、抗高温能力强、耐磨性好、综合力学性能好等特性，因而应用领域较为广泛，但同时钛合金又具有导热系数低、弹性模量小、比强度高、抗腐蚀性能好等特点，属于难加工材料［1-2］。铣削力是加工过程中重要的物理量，铣削力对铣削机理、刀具、机床、夹具的设计、铣削用量的确定、刀具的几何参数优化等的研究都有很重要的意义。［3-4］

运用ABAQUS建立简化的二维切削有限元模型对钛合金Ti6Al4V的铣削加工过程进行模拟研究，得到转速、进给量、刀具前角参数对铣削力的影响规律。

2模拟过程分析

可以将铣削的三维切削转化为二维切削建立模型，计算刀具的等效前角和等效后角，能更加准确地实现铣削过程的预测。

模拟过程分为3个阶段：（1）起始阶段：施加载荷及约束，约束底面自由度，给刀具施加初始切削速度；（2）切削阶段：刀具对工件进行切削，挤压产生塑性变形并产生大量的热。……