在切削加工过程中,很多因素都会影响到表面质量。表面质量又对工件的使用性能有直接影响。因此对表面质量的研究是十分必要的。本文以纯钛及钛合金为例,通过试验研究、理论分析以及模型建立相结合的方法对车削加工时切削力、刀具振动和表面粗糙度进行研究。主要研究内容和结论如下:(1)采用单因素试验的方法,改变切削用量,对工业纯钛TA2和钛合金TA15、TC4、TC18四种棒材进行车削试验。制作金相试样,观察材料表层微观组织结构。发现对于同种材料,当进给量变大时,表面微观组织结构变化越大,表面变质层厚度越大。切削速度与切削深度的改变对表面微观组织结构的影响不明显。当切削参数均相同时,TA2与TC4两种材料相比较,TA2的表层微观组织变化较大。(2)以表面粗糙度作为表面质量的衡量标准,通过对纯钛TA2和钛合金TA15、TC4、TC18四种棒材的表面粗糙度试验,研究切削用量对表面质量的影响规律。结果表明:进给量对表面粗糙度影响最大,进给量越大,表面粗糙度越大,表面质量越差。当切削参数均相同时,四种钛系金属材料中TC18的表面粗糙度值最大,最小的为TA15。(3)通过观察材料表层显微形貌,发现存在一道一道竖条沟纹,且每条沟纹的宽度约等于车刀进给量的大小。观察三维轮廓波形图也可发现,材料表面轮廓波形随进给量的增大波动逐渐加剧,表面粗糙度随之增加,表面质量恶化。(4)建立工件-刀具振动系统的动力学模型及振动方程,并对方程进行求解。随着进给量的增大,刀具系统的振动随着增大,导致表面质量变差。