基于Abaqus有限元仿真软件建立三维车削仿真模型,采用单因素法,研究PCD刀具精车钛合金Ti6Al4V工件时刀具参数对切削力、刀尖温度的影响,并对PCD刀具前角、后角以及刀尖圆弧半径等主要刀具参数进行正交试验,采用灰色关联理论对切削力、刀尖温度进行综合评价,得到优化刀具参数组合为前角γ=12°、后角α=7°和刀尖圆弧半径r=0.6mm。结果表明用灰色关联理论优化后得到的刀具参数能够有效地降低切削力、切削温度,保证刀具的使用寿命和加工精度,提高加工效率。

为保证PCD刀具的使用寿命和加工精度,提高对Ti6Al4V钛合金的加工效率,对PCD刀具精车加工Ti6Al4V钛合金进行模拟仿真分析,并通过响应面分析法计算建立切削力和刀尖温度随刀具参数(前角γo、后角αo、钝圆半径rε)变化的二次响应面数学模型。根据响应面模型方差分析和显著性检验证明响应面预测模型的有效性,分析PCD刀具精车加工Ti6Al4V钛合金时刀具参数对切削力和刀尖温度的影响从而获得最优刀具参数。结果表明:钝圆半径对切削力的影响最大,后角对刀尖温度的影响最大,适当增大前角、减小后角及钝圆半径能够有效降低切削力、刀尖温度;最终得出最优刀具参数组合为前角γo=12°、后角αo=7°和钝圆半径rε=0.04 mm。