TC4钛合金薄壁结构高速切削加工工艺优化研究(6)
Fy 13.66 17.34 24.5 21.54 30.27
FZ 11.21 15.47 22.32 19.95 34.41
F 42.17 45.74 57.39 51.17 61.77
由图2.9可知在转速14000r/min、每齿进给量0.04mm/z时，背吃刀量在0.1mm到0.3mm之间变化时，切削力整体随着背吃刀量的增加而增大，这是由于背吃刀量的增加，一方面剪切面积增大，使切削力增大，另一方面增大了圆周刃同试件的接触长度以及切屑同铣刀螺旋面的接触面积，使摩擦力增大。但是切削力随背吃刀量的变化不是线性的，而是有波动现象，这是由于背吃刀量的增大，切削温度升高，材料的剪切屈服强度降低，使切削力减小。
图2.9 背吃刀量对切削力的影响
2.4 表面粗糙度的试验数据及分析
2.4.1 主轴转速对表面粗糙度的影响
试验数据见表2.7所示。
表2.7 研究主轴转速的影响
主轴转速（r/min） 10000 12000 14000 16000 18000
表面粗糙度 0.399 0.495 0.432 0.378 0.265
由图2.10可以看出，在转速为10000r/min到18000r/min时表面粗糙度随着切削速度的增加而降低。表面形貌和粗糙度主要是由端刃的刃偏角留下的残留高度以及由于材料的回复变形与刀具端面之间的挤压产生材料的塑性变形决定。转速在12000r/min表面粗糙比之前要高，是由于转速加快时刀具产生了震动。
图2.10 主轴转速对表面粗糙度的影响
2.4.2 每齿进给量对表面粗糙度的影响
试验数据见表2.8所示。
表2.8 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
表面粗糙度 0.174 0.204 0.236 0.656 0.788
由图2.11可知，随着每齿进给量的增加表面粗糙度不断增加。这是因为每齿进给量的增加增大了残留面积的高度，同时，由于切削力的增大也导致了材料塑性变形的增大。在每齿进给量从0.04增加到0.05时，表面粗糙度有突变，这是因为此时随着进给的增加，刀具的震动加剧了。
图2.11 每齿进给量对表面粗糙度的影响
2.4.3 背吃刀量对表面粗糙度的影响
试验数据见表2.9所示。
表2.9 研究背吃刀量的影响
背吃刀量（mm） 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
表面粗糙度 0.231 0.285 0.266 0.339 0.530
如图2.12可知，表面粗糙度随着背吃刀量的增加而增加。这是因为背吃刀量的增加加剧了表面的塑性变形。