钛合金是一种强度高、抗腐蚀性好、耐热的优质合金,在航天、军工、汽车行业等领域中应用广泛。钛合金硬度高、弹性模量小、导热能力差,采用一般的车削加工会有连续切屑产生,刀具的磨损比较严重,大大降低其加工效率。正交车铣的原理是通过铣刀和工件的同时旋转对工件进行切削加工,是一种高效先进的加工技术,正交车铣不但可以降低切削温度,还能延长刀具的使用寿命,采用正交车铣的方法加工钛合金类加工困难的材料具有明显的优势。本文采用正交车铣方法加工TC4钛合金,在加工TC4钛合金的过程中,分别研究了正交车铣参数对切削力、刀具使用寿命和TC4钛合金表面粗糙度的影响,具体内容如下:(1)通过单因素实验设计研究了正交车铣参数对切削力的影响。通过改变轴向进给量、切削深度、铣刀转速和工件转速研究了这些正交车铣参数对端面刃最大切削力、圆周刃最大切削力、平均切削力和平均切削功率的影响,结果表明:端面刃最大切削力、圆周刃最大切削力、平均切削力和平均切削功率都随着轴向进给量的增大而增大;端面刃最大切削力、平均切削力和平均切削功率随切削深度的增大而减小;端面刃最大切削力、圆周刃切削力以及平均切削力都随铣刀转速增大而减小,切削功率反之;端面刃最大切削力、圆周刃最大切削力、平均切削力和平均切削功率都随工件转速的增大而增大。(2)通过三因素三水平的正交实验方法研究了正交车铣参数(切削速度、进给量、切削深度)对刀具使用寿命的影响,结果表明:正交车铣TC4材料的试验过程中,刀具前刀面主要是月牙洼磨损,刀尖刃口处破损严重,出现了片状剥落磨损,后刀面主要表现为沟槽磨损;正交车铣参数中对刀具使用寿命的影响程度为:切削速度最大,切削深度次之,进给量影响最小,选择铣削速度为250 m/min、轴向进给量为3 mm/r、切削深度为0.3 mm时,刀具使用寿命最大;正交车铣加工过程中得到的切屑多数是较短的断屑,属于断屑切削加工。(3)通过正交实验方法研究了正交车铣TC4材料的加工实验中,正交车铣参数(铣刀转速、工件转速、轴向进给量)对表面粗糙度影响,同时采用MATLAB软件,建立了表面粗糙度的经验公式。得到如下结论:正交车铣参数中影响表面粗糙度大小的主次顺序为铣刀转速>工件转速>轴向进给量;在正交车铣TC4钛合金过程中,铣刀转速为5500r/min,工件转速为3 r/min,轴向进给量为1 mm/r或1.5 mm/r时,正交车铣TC4钛合金加工件得到的表面粗糙度最小,加工精度最高;得到了铣刀转速A、工件转速B、轴向进给量C与表面粗糙度之间的经验公式为Ra=10.49A-00074B0.304C1.0354。