基于金属切削机理,通过有限元软件建立了二维车削加工有限元仿真模型。经分析可知,在切削速度一定时,随着刀具前角增大,切削力逐渐降低,但刀具前角增大会导致强度降低,最终取前角为10°。在最佳切削刀具前角时,切削速度在一定范围内增加,切削力逐渐降低。经有限元分析得出,切削7075铝合金时选取的最佳切削速度为3000 mm/s,车刀选用前角为10°,此时切削力最小。

为提高镁合金(AZ31B)铣削加工中的工艺性能,以加工中的刀具前角、线速度、每齿最大切削厚度及切削深度为影响因子,以加工的转矩与弯矩为目标参数,为保证镁合金零部件加工性能良好,设计4水平2因素的正交试验,试验结果表明镁合金(AZ31B)铣削加工中可以采用较大的进刀量和高速切削,在线速度为2400 mm/s时,转矩值最小,同时弯矩出现拐点,其值可达到18.5 Nm。在满足精加工的粗糙度要求下,最大切削厚度0.08 mm为其极限值,在加工过程中使用的刀具必须锐利,在合适的范围内可以优先选用较大的前角,并且随着刀具前角的增大,转矩变化较为明显,在刀具前角为12°时,转矩值最大,弯矩呈现先降低、后增大的趋势,同时在刀具前角为16°时,所对应的弯矩、转矩最小,结合整体试验的加工情况,特殊情况下刀具前角可以选择负角度加工。