对于金属切削加工领域的研究老而常新,随着新材料、新加工方法的不断涌现,切削力一直是切削过程中的研究重点。目前采用指数函数经验公式法、剪切角模型理论和滑移线场理论等理论建立了经验切削力模型,并通过切削实验和仿真对切削力模型进行验证。但由于影响切削力形成的因素包括材料的性能、切削工具的几何参数和材料性能以及环境等因素,切削力到目前为止依然没有准确的理论模型。TC4钛合金由于其良好的材料属性而运用于各行各业,本文基于TC4钛合金为研究对象,深入研究其切削过程,分析TC4钛合金在切削过程中切削力的变化规律。首先,基于接触力学分析了刀具与工件的接触状态,构建了刀具切入过程的接触模型并推导出切削力。以圆柱压缩模型和平板压缩模型进行理论研究,推导出斜板压缩模型。分别利用三个接触模型对刀具切入过程中的钝圆接触、钝圆-前刀面接触和稳态切削阶段进行分析,并基于此得出钝圆接触切削力模型、钝圆-前刀面切削力模型和最大切削力模型。其次,建立三种接触状态的滑移线模型,基于Solid Works二次开发对不同刀具几何参数和不同切削参数时的滑移线参数进行求解,绘制得到滑移线场。进一步分析了切削过程中的死区和分流点,推导得出死区的面积和分流点坐标。最后,基于仿真和实验对理论进行验证。运用deform模拟TC4的切削过程,通过提取不同阶段的表面接触应力和理论进行对比,得到和理论基本吻合的应力分布趋势和数值;将理论的死区和仿真死区进行对比发现,推导得出的理论适用于前角在0°～20°之间,超过20°时其误差值较大。同时也针对理论求解出分流点坐标并在仿真中进行验证。利用切削试验对滑移线模型和切削力进行验证,验证了切削力的理论模型和滑移线模型的实用性。