TC4钛合金薄壁结构高速切削加工工艺优化研究(5)
主轴转速n（r/min） 10000 ,12000 ,14000, 16000,18000 0.04 0.2
每齿进给量fz（mm/z） 14000 0.02, 0.03, 0.04,
0.05, 0.06 0.2
背吃刀量ap（mm） 14000 0.04 0.1,0.15,0.2,0.25,0.3
2.3 切削力的试验数据及分析
2.3.1 主轴转速对切削力的影响
主轴转速单因素试验中，每齿进给量为0.04，背吃刀量为0.2，由此来研究主轴转速对切削力的影响。试验数据见表2.4。
表2.4 研究切削速度的影响
主轴转速（r/min） 10000 12000 14000 16000 18000
Fx 39.79 32.61 42.19 42.65 41.95
Fy 23.21 26.23 21.37 23.18 18.05
Fz 17.34 20.06 19.41 19.37 19.7
F 49.22 46.41 51.12 52.26 49.74
在主轴转速影响下切削力的变化趋势图见图2.7，从图中可见切削力Fx、Fy以及合力F均随着主轴转速的增加先减小后增加再减小，这说明切削力与切削速度之间存在非线性关系。这是由于在高速切削时影响切削力的因素更为复杂，比如切削温度、应变强化以及圆周刃与端刃处切屑流动互相干涉等，从而决定了切削力的非线性变化特征规律[2,18]。
在三个方向的切削力中Fz最小。文本中切削加工采用立铣方式进行加工，切削力主要为刀具周向剪切力，故Fz的值相对较小。由于转速的跨度范围比较小，所以切削力的变换范围不是很大。
图2.7 主轴转速对切削力的影响
2.3.2 每齿进给量对切削力的影响
每齿进给量分别为0.02、0.03、0.04、0.05、0.06，背吃刀量为0.2，主轴转速为14000r/min。试验数据如表2.5。
表2.5 研究每齿进给量的影响
每齿进给量（mm/z） 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
FX 35.99 43.57 49.86 56.11 46.71
FY 14.16 25.09 23.13 31.76 25.08
FZ 13.08 25.11 22.67 30.12 26.32
F 40.83 56.2 59.46 71.16 59.19
每齿进给量对切削力的影响折线图见图2.8。从图中可见切削力Fx、Fy、Fz整体上随着每齿进给量的增加而增大。切削力随着每齿进给量的增加而增大是因为每齿进给量增加切削厚度会相应增加，切削面积会加大，从而使刀具与工件的摩擦力会增大，切削力增大。但是，每齿进给量增加，材料变形系数会减小，从而切削力又会随之减小，所以导致了切削力随着每齿进给量的变化出现波动。
图2.8 每齿进给量对切削力的影响
2.3.3 背吃刀量对切削力的影响
背吃刀量分别为0.1、0.15、0.2、0.25、0.3，主轴转速为14000r/min，每齿进给量为0.04。数据结果如表2.6。
表2.6 研究背吃刀量的影响
背吃刀量（mm） 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
FX 38.29 39.4 46.85 41.91 41.42