钛合金高速铣削残余应力的有限元分析

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

钛合金高速铣削残余应力的有限元分析

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分析得到了各因素以及顺次铣削对工件已加工表面残余应力的影响。由结果得出：表面残余应力随着刀具前角的增大而逐渐减小，随切削速度的增大而增大，切削深度影响较小。

钛合金；有限元；残余应力

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］。残余应力对表面加工质量有重要影响，分布不均会造成工件的变形，影响工件加工精度［2］。

陈建岭［3］等人研究了合适的加工参数可以控制残余应力的影响。陆涛［4］等人研究了切削过程中应力应变、温度场、切削力等在切削过程中的分布和变化。郑耀辉［5］等人研究了高速铣削时不同刀具参数和切削参数对表面残余应力分布的影响规律。

运用ABAQUS建立简化的二维切削有限元模型对钛合金Ti6Al4V的高速铣削加工过程进行模拟研究，得到刀具前角、切削速度、切削深度对已加工表面残余应力的影响规律。

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。……