《表1 K类硬质合金刀具材料特性》

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《刀具磨损形态对Ti6Al4V切削过程影响的有限元仿真研究》

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钛合金切削加工常用刀具为K类硬质合金，性能参数如表1所示。加工时的刀具磨损形式主要有前刀面磨损、后刀面磨损以及刃口钝化，简化的刀具磨损如图1（a）所示，其中KM和KT分别代表前刀面月牙洼中心到切削刃距离和月牙洼深度，VB为后刀面磨损带宽度。切削仿真所选择的工件材料为Ti6Al4V(TC4），尺寸设置为3.0mm×0.5mm，材料属性如表2所示。所用本构模型为Power Law模型：σ（εp，ε·，T）=g（εp）Г（ε·）Θ（T），式中σ（εp，ε·T，）为工件材料的流动应力，g（εp）为应变强化函数，Гε（·）为应变率效应函数，Θ（T）为热软化函数，εp为变形过程中的应变，ε·为材料变形过程中的应变率，T为变形过程中的温度。可从AdvantEdge软件材料库中直接导入Ti6Al4V材料模型，无须输入具体本构参数。同时赋予刀具K类硬质合金材料属性，刀具几何参数设置为前角5°、后角7°、钝圆半径0.02mm，网格划分如图1(b）所示。根据Ti6Al4V常规车削加工参数设置进给量为0.10mm/rev，切削速度为60m/min，背吃刀量为1mm。根据参考文献[8，15]中刀具磨损测量值，制定如表3所示的刀具磨损仿真方案，并建立相应的刀具几何模型导入到AdvantEdge软件中。