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Ti-6Al-4V钛合金微钻削力的离散微元仿真模型与试验研究

摘要

Ti-6Al-4V钛合金由于比强度大、弹性模量小、生物兼容性好等性能被广泛应用于航空、医疗等领域.因其切削时会发生严重的粘刀现象,特别是在微孔钻削时由于钛合金的导热性差极易造成钻头烧蚀使其成为微切削中典型的难加工材料之一.由于钻削力与加工后材料的表面质量、刀具磨损和使用寿命密切相关成为微孔加工中的重要参数.而尺寸效应和最小切削厚度的存在使得微钻削力与常规钻削力的形成过程有显著区别,采用适当的方法准确模拟仿真微钻削力具有重要的意义.本文拟采用将微钻头切削刃离散形成斜角切削微刃单元,通过Deform软件模拟仿真一系列斜角切削微刃单元微切削Ti-6Al-4V钛合金时的切削力,通过合成形成微钻削力的方法,一方面可以准确反映微钻削的尺度效应和最小切削厚度带来的微钻削力变化,另一方面避免了Deform仿真三维钻削时难收敛的问题.

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