范依航 郑敏利 杨树财 程明明

(哈尔滨理工大学机械工业切屑控制及高效刀具技术重点实验室，黑龙江哈尔滨150080)

钛合金以其比强度高、机械性能及抗蚀性良好而广泛应用于航空工业等领域，Ti6Al4V是目前广泛使用的钛合金。但由于其化学活泼性高、导热性差及弹性模量低，导致刀具磨损严重，极大地限制了它的切削加工性。研究表明，材料的力学性能与刀具磨损以及切削力具有相关性［1－2］。

切削力信号是对加工过程信息的敏感载体，切削力信号作为切削加工中的过程参量，它是包含了切削参数、刀具的状态、切屑形成、切削振动和机床系统等融合的一个信息体。切削力包括两部分:一是切削力的静态分量，也就是切削力的平均值，它是切削变形所必需的力;二是切削力的动态分量，它表现为围绕切削力的平均力上下波动［3］。

切削力静、动态分量与刀具磨损具有明显的相关性，Choudhury等人采用切削力比进行刀具磨损预测［4］。Remadna等人研究了CBN刀具加工回火钢时切削力方向与刀具磨损之间的关系，得出切削力随着切削路程及后刀面磨损的加大而逐渐增大［5］。樊宁进行了刀具磨损过程切削力频谱特性的研究，在某一特定切削过程中，存在一系列特征频率，这些特征频率及其功率谱与刀具状态密切相关［6－7］。切削力动态分量信号由不同频率的成分随机混合而组成，其随时间变化的轨迹都是分形曲线，可通过提取其分形维数对刀具磨损进行监控［8］。……