钛合金薄壁件切削力与残余应力研究

摘要

以钛合金薄壁件为研究对象,建立35°菱形车刀切削钛合金薄壁件的有限元模型。设计5因素4水平正交试验,使用直观分析法获得了刀具圆角、刀具前角、切削速度、进给速度、切削深度工艺参数对钛合金薄壁件切削力、残余应力的影响权重。利用控制变量法拟合了切削力经验公式,并获得了单次切削后切削深度和进给量对残余应力分布状态的影响规律。研究结果表明:影响钛合金薄壁件端面车削切削力的主要因素为切削深度,影响钛合金薄壁件轴向残余应力的主要因素为进给量;大圆角半径结合大切深车削和小圆角半径结合低进给量车削可有效控制表层最大残余应力位置,并降低工件残余应力。