本课题采用单点比较法分别对硬质合金刀具材料和Ti2AlNb合金材料进行热电特性标定，其基本原理为[19]：用工件材料—镍铬（NiCr）组成的一对非标准热电偶和镍铬（NiCr）—镍硅（NiSi）组成的标准热电偶共同感受同一个热端和同一个冷端的温度值，即得到同一个温度值对应的两个电势差信号。通过查询标准热电偶（即镍铬—镍硅）的热电势分度表，即可以确定冷端和热端之间的温度值，此时的温度值也对应着工件材料—镍铬（NiCr）非标准热电偶的热电势信号，多次读取不同温度对应的热电势信号，就可以得到工件—镍铬（NiCr）的热电特性曲线，再用同样的方法对刀具材料—镍铬（NiCr）进行标定，得出热电特性曲线，两条曲线通过代数和就可以得到工件材料—刀具的热电特性曲线，根据这条曲线就能确定热电信号对应的温度
本试验中刀具磨损测量系统使用的是Hirox KH-7700型三维立体显微镜，在对刀具外形拍照后，利用与系统相配的测量软件直接测出刀具磨损量VB和刀具最大磨损量VBmax的值。在刀具的开始和快速磨损时期，应使用较短的测量时间间隔，在刀具平稳磨损时期，测量次数可相对减少，直到刀具达到刀具磨钝标准为止。如图2.2所示
从刀具耐用度以及刀具磨损形貌对比SECO-DNMG 150612，Pramet-DNMG150608，Sandvik -WNMG0804型刀片车削Ti2AlNb的加工性能，可以看出，加工金属间化合物Ti2AlNb时，SECO-DNMG 150612型刀片的加工性能更好。车削开始阶段，Pramet-DNMG150608刀具就有明显的主切削刃磨损现象，后期刀具磨损剧烈，很快达到磨钝标准。相同加工参数下，Seco DNMG1506
12、Sandvik WNMG0804型刀片切削后刀面磨损均匀，磨损发展不剧烈，但是Seco DNMG150612刀具主切削刃磨损严重，最终发生主切削刃崩刃，综合考虑Sandvik -WNMG0804车削Ti2AlNb性能相对其他两种刀具较好。
本实验使用SandvikWNMG0804刀具切削Ti2AlNb材料，采用单因素试验法安排实验，基准参数为：V=70m/min，f=0.1mm/r，ap=0.3mm，跟踪刀具切削过程中的切削力、切削温度、粗糙度等切削过程参数，最终得到这些过程参数随切削参数变化规律，然后确定的切削参数：V=70m/min，f=0.1mm/r，ap=0.3mm，使用Sandvik WNMG0804刀具切削Ti2AlNb材料跟踪不同刀具磨损情况下，切削力、切削温度、表面粗糙度的变化规律。最后确定较适合的切削参数范围。切削加工工艺参数试验安排如下表：
切削速度对切削力和切削温度在中低速度（v
二、三变形区的摩擦力变小，导致切削力变小，所以在研究切削速度怎样影响切削力时，要从这几方面方面的综合影响来看。v=120m/min时，切削Ti2AlNb的切削温度θ为600℃左右。在图可以看出，温度在700℃范围内时，温度对Ti2AlNb强度的影响较小，对材料的软化影响不明显，所以此时当切削速度增加时，切削力也会随之增大。 硬质合金刀具车削Ti2AlNb时，切削温度随切削速度增加而上升，如图（b）。金属切削过程中所做的功大部分都变成了热，变化过来的热量，热辐射会发散掉其中十分小的部分，另外的部分会储存到切屑、加工材料和刀具中。Ti2AlNb合金材料的热传导的性能弱，在车削时，只有较少的热能被切屑吸收。当切削速度V提高时，致使切削力变大，切削功率也会变大，会在剪切区域产生更多的热量，切削温度就会提高。
当一个齿的进给量f变大时，进给方向上的切削力Fx和径向的切削力Fy将会直线升高，但是轴向的切削力Fz会先升高再下降。当其它切削参数保持不变时， f增加，会使切削层的厚度增加，切屑平均形变系数将会减小，单位面积上的切削力减小，但当z变大时，切削面积也会变大，刀具和切削、刀具和车削后材料表面之间的阻力升高，都会导致Fx与Fy变大；车削后材料表面会出现弹性回复现象，这种现象产生的阻力会阻碍刀具的运动，这种阻力是轴向的切削力Fz出现的主要因素，当f发生改变时，车削过程中的轴向的切削力Fz改变不大。
试验结果得出，切削温度θ随着f的增大而增大，在开始时增幅不大；在后期，随着f的增加，切削功率不断的增大，产生的热量也会迅速增加，但是因为此时刀具与刀屑的接触面积和接触时间都有所增加，切屑会将其中的大多数热量吸收并带走，所以此时切削温度的变化也较小。
当ae增加时，三个方向的切削力会出现不同的上升幅度，当ae增加时，径向切削力Fz和进给方向切削力Fx的上升速度很快，而轴向切削力Fz在开始时变化不大，后期会迅速上升。当切削深度ae的加深时，车削后材料区域和刀具后刀面之间、切屑和刀具前刀面之间的相触碰部分，剪切面的面积都会变大，致使摩擦阻力和切削力更快速的上升。 当ap在0.3-0.5mm范围内时，切削温度随ap的增加迅速，ap＞0.5mm时切削温度随ap的增加上升趋势减缓。当削深度ap加深时，剪切面范围，切屑与前刀面、车削后材料区域和后刀面的相触碰部分变大，虽然车削产生的热量增多，但是散热区域变大，使切削温度十分慢的升高。
后刀面磨损对Fy的影响最大，对Fx和Fz的影响较小。后刀面磨损量VB
切削温度随VBmax的增大而上升，后刀面磨损量从VB=0mm上升到0.2mm时，切削温度从556℃上升到586℃。分析认为，当后刀面磨钝更加严重时，刀具与车削后材料表面的相接范围逐渐扩展，由原来的线相接加大为面相接，同时相接区域的面积也会不断变大，刀具后刀面和车削材料之间的接触阻力也会变大，切削力和切削温度也将会升高。切削力和切削温度的提升，将使刀具的磨钝速率再一次提高，然而刀具磨钝又使切削力和切削温度十分快的提升，直到刀具达到磨钝指标而失效。
研究表明，高速车削钛合金时（v=70m/min），当后刀面磨损达到一定程度，由于在车削产生的高温将会使材料变软，切削力趋于稳定甚至有随VBmax的增加而降低的趋势，而在车削Ti2AlNb时上述结果没有出现，这可能是由于在高温情况下Ti2AlNb合金有优异的强度性能。Vb=0.31mm对应的切削温度为635℃，在这时候 Ti2AlNb合金的仍然具有优异的抗拉伸性能，车削材料变软的现象也十分不明显。从图中可以看出VB＞0.2mm后，切削力和切削温度迅速上升，会造成加工过程中出现噪声、振动等，影响加工精度和加工表面完整性。
当切削速度的不断提升时，粗糙度有减小趋向；当切削速度v提升时，切削温也会提升，使得材料拥有了更好的塑性性能，和更好的车削材料表面质量。根据文献资料，加工TiAl金属间化合物时，由于材料塑性较差，已加工表面经常会出现微裂纹和材料被拔出留下的空穴，表面粗糙度较差。Ti2AlNb中Nb元素可以增加材料的塑性，高温条件下（600℃），Ti2AlNb的延展性可达到20%，高速切削时，加工表面较完整，没有明显的裂纹和空穴出现。另外，当切削速度增加时，切削的振动情况会减小，切削过程更加平稳，使得表面质量有所提高。使用硬质合金刀具车削Ti2AlNb合金时，加工表面粗糙度Ra要控制在0.4μm以下。
进给量对表面粗糙度根据加工参数对刀具寿命影响的研究报告中的结论，适当提高进给量，虽然刀具寿命会有所降低，材料去除率和材料去除总量反而增加，但提高进给量会显著提高加工表面粗糙度，因此必须综合考虑刀具寿命、材料去除率、材料去除总量以及加工表面完整性来确定合适的切削参数。
刀具磨损会致使刀具切削刃变钝，同时切削力和切削温度会升高，当刀具出现严重磨损时，噪声和振动情况也会加剧，致使加工材料表面粗糙度升高，无法保证加工的精度。因此必须制定合理的刀具磨钝标准，保证加工质量和加工的经济性。试验中主要针对刀具后刀面磨损对加工表面粗糙度Ra的影响进行了研究 图4.7所表示的是在加工工艺参数v=70 m/min、ap=0.3mm和f=0.1mm/r条件下，加工表面粗糙度Ra和刀具后刀面平均磨损量VB之间的关系曲线。可以看出，表面粗糙度Ra随着后刀面磨损量VB的增加而增加，当VB0.2mm后，Ra迅速增大。
