吕 偿

(广东白云学院机电工程学院,广州 510450)

0 引言

Ti6Al4V钛合金(TC4)具有强度高、耐高温、耐腐蚀等优点,能够满足工程上减重和增效的要求,被广泛应用于航空航天领域[1-3]。受其物理性能影响,钛合金是一种典型的难加工材料,一直以来都是国内外学者研究热点[4]。

金属切削去料加工的本质是刀刃与工件相互作用,被切削去料的工件发生弹性变形、塑性变形、断裂的过程[5]。在钛合金切削过程中,切削力是一个非常重要的物理量,它对刀具寿命、加工质量等都有显著影响,因此切削力的研究对提高刀具寿命,改善加工质量,提高加工效率具有非常重要的意义[6]。为此,国内外学者对钛合金去料加工开展了大量的研究。王雷[7]采用有限元分析方法结合ABAQUS建立了钛合金切削仿真模型,并基于python语言通过二次开发建立了钛合金切削仿真参数化模型,主要是对主切削力的预测。战勇等[8]建立了车削钛合金的仿真模型并进行了正交车削加工试验,得到车削加工钛合金时不同切削参数对切削力的影响规律。闫凯强等[9]采用单因素实验法结合有限元仿真,探讨了在不同背吃刀量、铣削速度和进给量的条件下切削力的变化规律。邱旭[10]对超声振动钛合金三维微铣削加工过程进行了有限元仿真,探究了超声振动对于钛合金微铣削加工过程中的切屑形成、切削力变化以及表面粗糙度的影响。

综上所述,国内外学者在探索TC4钛合金去料加工过程中的切削力及影响切削力规律做了研究,但对于TC4钛合金在3D铣削仿真状态下的以立铣刀刀尖切削力为观测点,探索不同加工工况下铣刀与工件在主分力、进给分力、背分力的分布情况却鲜有报道。……