随着科学技术的进步,新的工程材料不断涌现,不同工程材料因具有不同的材料特性进而表现出不同的加工特性。为了深入研究各种材料的切削加工性能,必须进行大量的切削实验,大量的切削实验既耗时又费钱,而且许多物理力学参数无法通过试验直接获得,因此需要探索一种更加高效的研究方法进行切削加工性能分析。基于此,本文采用有限元方法对航空用材料铝合金7050-T7451和钛合金Ti-6Al-4V的切削加工进行仿真分析,深入研究材料加工性能及其切削效果,为优化切削过程、制定最佳工艺方案提供理论依据。首先,在总结现有金属切削机理和仿真分析研究成果的基础上,建立了针对航空用铝合金7050-T7451和钛合金Ti-6Al-4V的二维正交切削有限元仿真模型,基于试验研究和迭代方法对材料本构方程和断裂准则方程参数进行优化,提高有限元仿真模型的精度;采用该有限元模型,分析了切削速度、切削深度、刀具前角和刀具后角等加工参数对切削力、切削温度、残余应力、刀-屑接触长度等的影响规律,为材料的加工参数优化提供了依据。第二,针对前刀面与切屑之间的接触摩擦特性对切削加工过程仿真结果的影响,基于5种不同的刀-屑接触摩擦定义方式,进行了不同摩擦条件下钛合金Ti-6Al-4V切削加仿真分析,对每种定义方式的仿真结果进行了对比分析,与试验结果比较,得出了理想的刀-屑接触摩擦定义方式,为进一步提高有限元模型的精度提供了依据。第三,建立了多次走刀切削过程进行仿真模型,分析了第一次走刀切削和后续走刀切削耦合作用对已加工表面残余应力的影响规律,为模拟真实切削加工过程提供了有效方法。