刀具角度对TC4钛合金切削力的影响-论文.pdf

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1、2014年第48卷No．517刀具角度对TC4钛合金切削力的影响刘日韦，唐健，贺连梁，刘朋和，吕杨，姜增辉沈阳理工大学；解放军驻724厂军代表室；。山东泰石节能保温材料有限公司摘要：基于Deform建立了硬质合金刀具切削TC4钛合金时的仿真模型，通过切削试验对仿真模型的主切削力进行了验证，并利用该模型对刀具角度与切削力之间的关系进行了研究。研究结果表明：仿真所得到的主切削力与试验测得主切削力相差小于10％，仿真模型可靠性较高，可用于TC4钛合金切削力的研究。通过仿真研究得到，在一定范围内，随着刀具前角的增大，主切削力和进给力明显减小；刀具后角的增大对主切

2、削力影响不明显，但对进给力的影响比较明显。关键词：TC4钛合金；切削力；刀具角度；有限元仿真中图分类号：TG506文献标志码：ACuttingToolAngles’InfluenceonCuttingForceinMachiningTC4TitaniumAlloyLiuWei，TangJian，HeLianliang，LiuPenghe，LvYang，JiangZenghuiAbstract：ThesimulationmodelofcuttingtheTC4titaniumalloybythecementedcarbidetoolswasbuiltbas

3、edonDe—form．Thesimulationmodelofthemaincuttingforcewasverifiedthroughthecuttingexperiment，andtherelationshipbe—tweenthecuttingtoolanglesandthecuttingforcewasstudiedbythesimulationmode1．Theresultsshowthat：Theerrorbetweenthemaincuttingforceobtainedbythesimulationandobtainedbytheexp

4、erimentislessthan10％．Thesimulationmodel，whichhashighreliability，canbeappliedtoresearchonthecuttingforceinmachiningtheTC4titaniumalloy．Theresultsobtainedbysimulationshowthat：Withinacertainrange，themaincuttingforceandthefeedforcedecreaseobvi—ouslywiththeincreaseofthecuttingtoolrake

5、angle；Withtheincreaseofthecuttingtoolreliefangle，theinfluenceonthemaincuttingforceisn’tobvious，buttheinfluenceonthefeedforceismorenoticeable．Keywords：TC4titaniumalloy；cuttingforce；toolangle；FEMsimulation了研究，并与常温切削BT20钛合金对比，建立了切1引言削力经验公式。吴红兵等将正交切削数值模拟钛合金具有比强度高、高温热强性和耐热性能与试验相结合，研究了

6、高速切削Ti一6A1—4V过程高、抗腐蚀性好等优良性能，因此成为航空航天工业中刀具几何参数(前角、后角、刀尖圆弧半径)对切中应用前景极其广阔的材料¨J。同时钛合金化学削力的影响规律，同时，也研究了刀具几何参数对锯活性大、变形系数小、热传导率低等特点又使其成为齿状切屑形成的影响规律。一种典型的难加工材料'。航空工业中的钛合金本文利用有限元软件Deform建立TC4钛合金零件很多是薄壁类零件，由于此类零件的形状精度切削力仿真模型，并通过切削试验对仿真模型进行对于切削力比较敏感，所以对钛合金切削过程中的验证，进而通过仿真研究切削过程中切削力与刀具切削力进行分析

7、，更好地掌握其变化规律，对提高此角度之问的关系，为钛合金切削加工选择合理的刀类零件的加工精度和产品合格率，进而降低生产成具几何参数提供有力的支持。本具有重要的现实意义。2基于Deform的仿真模型建立众多的学者对此展开了大量的研究工作。刘迎春等利用AdvantEdge软件建立了硬质合金涂层2．1几何模型的建立立铣刀三维铣削Ti一6A1—4V钛合金的有限元分析图1为仿真所建立的正交车削模型，工件尺寸模型，模拟分析切削速度、每齿进给量、轴向切削深为3mmX1mm。刀具和工件的网格划分均采用稳度及径向切削深度对刀具温度、切削力的影响规律。定性较好的简化积分四节

8、点双线性热力耦合单元，魏树国等对低温切削BT20钛合金的切削力进行为了使仿真有更