切削加工过程中会产生各种形式的振动,各种形式的振动综合起来,最后作用于刀具上,引起刀具的振动,这是一种难以避免的正常现象,但通常是有害的。并且高频的振动会增大表面粗糙度。因此,研究切削振动对表面粗糙度的影响是很有必要的。本文通过理论分析、试验研究及有限元模拟相结合的方法对车削加工时刀具振动、表面粗糙度进行研究。主要研究的内容和结果如下:(1)选择TA15、TC4钛合金进行单因素和正交干式车削试验。以振动加速度有效值描述振动特性,研究了切削用量对振动的影响规律,探讨了切削力对振动的影响、切屑形态对振动的影响,通过对绝热剪切扩展能的理论计算和试验研究,来研究钛合金绝热剪切敏感性和振动之间的关系。研究结果表明:切削深度对振动的影响最大,其次是进给量,切削速度的影响是最小的;切削振动和切削力有一定的关系,两者的变化趋势相似;刀具的高频振动会引起切削力的波动,切削力的波动反过来也会导致刀具的振动,两者相互作用,共同影响;绝热剪切扩展能(38)值越小,绝热剪切敏感性越强,越容易产生锯齿形切屑,振动越大。反之,振动越小。(2)通过TA15、TC4钛合金的表面粗糙度试验,研究切削用量对表面粗糙度的影响,并探讨振动对表面粗糙度的影响。研究结果表明:进给量对表面粗糙度影响最大,其次是切削深度,切削速度影响最小;实际加工时的表面粗糙度是理论粗糙度和刀具振动相互叠加的结果,其中理论粗糙度是刀具几何参数和切削用量对表面粗糙度的影响。(3)利用有限元软件ABAQUS对高速车削钛合金Ti-6Al-4V切削过程做了仿真分析,特别是从总能量的角度对振动过程及锯齿形切屑的形成过程进行了分析。得到的主要结论:锯齿形切屑总能量图不断在上升说明了切削过程是个有规律的振动的过程;能量图与锯齿形切屑形成的规律具有一致性,因此锯齿形切屑的产生会导致刀具的高频振动。(4)通过小波分析和SPSS软件来研究振动和表面粗糙度之间的关系。研究结果表明:振动是影响表面粗糙度的主要动态因素,振动和表面粗糙度两者相关性较强,变化趋势具有一致性。