基于材料损伤演化的钛合金螺旋铣孔切削力仿真模型

切削力仿真是降低实验验证成本、优化工艺参数的有效途径，但是螺旋铣孔为偏心加工，切削力仿真时材料损伤过程难以描述且网格畸变严重，大大局限了仿真预测的应用.通过引入物理分离准则，将断裂能演化方式定义为指数演化方式，确定断裂能参数为44 350 N/m,结合加工周期内轴向和切向进给量取值范围，优化网格划分参数，最终通过ABAQUS软件实现了四齿立铣刀螺旋铣孔稳定加工阶段中单位公转周期的三维有限元模型构建.结果表明，断裂能的演化方式和网格划分参数的合理选取能够有效提高切削力仿真模型的准确性，螺旋铣孔轴向切削力和切向切削力的平均预测值为实验值的91.7%和92%,且最大误差不超过9%.模型在不同齿数(单齿、两齿、三齿、四齿)、相同几何结构立铣刀的螺旋铣孔切削力仿真中亦体现出较强的可扩展性.