切削Ti-6Al-4V硬质合金涂层平头立铣刀的几何参数优化仿真研究

摘要

Ti-6Al-4V具有热导率低、弹性模量低、加工硬化严重及化学活性高等特点,属难加工材料,一般采用涂层硬质合金刀具加工。刀具几何参数对切削力、切削热、加工表面质量有重要影响。对刀具几何参数优化能够获得最优的刀具切削性能。使用有限元分析软件AdvantEdge建立三维立铣模型,采用单因素试验法模拟分析TiCN/Al2O3涂层硬质合金平头立铣刀的螺旋角、径向前角和刀具齿数对铣削力、单位切削能力及切削温度的影响。研究结果表明:硬质合金平头立铣刀铣削Ti-6Al-4V时,刀具齿数对铣削力及单位切削能影响最大,径向前角次之,螺旋角最小;刀具齿数对切削温度的影响最大,螺旋角次之,径向前角最小。Y方向铣削力与单位切削能具有相同的变化趋势,当刀具几何参数组合选择为螺旋角为45°、刀具齿数为3、径向前角为10.5°时,TiCN/Al2O3涂层硬质合金平头立铣刀切削Ti-6Al-4V时的刀具切削性能最佳。