對(duì)材料進(jìn)行切削加工時(shí)，除要考慮被切削材料和刀具這兩個(gè)重要因素，也要考慮夾具、切削參數(shù)和冷卻液等其他因素。在切削加工過(guò)程中，被切削材料上不需要的部分在刀具邊緣變成切屑，切屑形成區(qū)的壓應(yīng)力和摩擦力會(huì)對(duì)切削力產(chǎn)生影響。

　　金屬切削是一種塑性變形過(guò)程。為觀察和預(yù)測(cè)鈦及鈦合金切削過(guò)程中的切削力，開(kāi)發(fā)了DEFORM 2D軟件來(lái)模擬切削過(guò)程。該軟件使用有限元方法模擬純塑性或彈塑性變形過(guò)程的動(dòng)力學(xué)。

　　切削力是切削過(guò)程的重要參數(shù)，是被切削材料可切削性的主要表征，主要受刀刃的材質(zhì)、切削過(guò)程、被切削材料、切削區(qū)參數(shù)、刀刃形狀、切削環(huán)境條件，如切削液，摩擦等因素影響。切削鈦及鈦合金時(shí)，一般粗切削時(shí)使用60 m/min的速度，精切削時(shí)使用250 m/min的速度。使用DEFORM 2D軟件模擬Ti-6Al-4V合金、1級(jí)和2級(jí)工業(yè)純鈦切削加工的切削力時(shí)，僅考慮切削速度和切削深度兩個(gè)參數(shù)，并選定切削速度為60 m/min，切削深度為1 mm，刀具傾斜角為5°。通過(guò)模擬，獲得了切削區(qū)的有效應(yīng)變、有效應(yīng)力以及切削變形區(qū)溫度等輸出數(shù)據(jù)，這也是被切削材料切削性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)。從模擬結(jié)果看，隨著鈦合金純度的降低，切削應(yīng)力和溫度提高，應(yīng)變降低。切削應(yīng)力的這一變化與其拉伸性能的變化一致。同時(shí)，增大刀具傾斜角，切削應(yīng)力降低。

　　模擬獲得了切削力的預(yù)測(cè)公式：Fc= (2…10) σr·f·ap

　　式中，σr為被切削材料的抗拉強(qiáng)度，f為進(jìn)給量，ap為切削深度，括號(hào)內(nèi)的數(shù)字為切削力系數(shù)，對(duì)于高強(qiáng)度材料，其最小切削力系數(shù)為2，對(duì)于低強(qiáng)度（脆性）材料，其最大切削力系數(shù)為10。

　　用DEFORM 2D軟件模擬切削過(guò)程，可優(yōu)化切削過(guò)程條件，避免時(shí)間和成本浪費(fèi)，但由于軟件成本較高，且需要確認(rèn)等，故對(duì)所有金屬進(jìn)行切削過(guò)程模擬是不現(xiàn)實(shí)的。