金属切削过程中的振动会引发一系列问题，比如增加工件加工表面的粗糙度、降低零件精度、加剧前后刀面磨损及减小刀具使用寿命等。按振动的性质可分为自由振动、与切削过程无关的外部原因所引起的强迫振动、切削过程本身引起的强迫振动、自激振动和混合型振动，其中切削过程本身引起的强迫振动原因是因为断续切削、崩碎切屑或挤裂切屑的形成、积屑瘤周期的成长和脱落等。当微织构置入前刀面上时，切屑和微织构之间的相互作用也会对振动产生影响，因切削力波动是切削振动的直接体现，因此本文通过研究切削力波动进一步探究微织构的存在对切削振动的影响。

图6-18所示为三向切削力波动趋势和A-B段之间波动数据统计情况，其中CH1通道为主切削力，CH2通道为轴向力，CH3通道为径向力。由图6-18（a）分析可知，随着时间的变化三向切削力呈周期性波动。在统计结果图6-18（b）中，可直接读取每条切削力波动曲线的最大值、最小值、平均值和波动值，所测的波动值是最大值减去最小值，以上统计的数据在游标A和游标B之间。

图6-18　三向切削力波动趋势和A-B段之间波动数据统计(www.daowen.com)

图6-19（a）展示了微织构的位置分布对切削力波动的影响，TMGL-1刀具切削力波动与无织构刀具CT相比骤然增加，达到最大，特别是对径向力波动的影响尤为突出；TMGL-2刀具和无织构刀具CT相差不大，甚至有所减小；TMGL-2刀具之后，TMGL-3刀具的切削力波动出现再次增加趋势。这说明与无织构刀具CT相比，微织构距切削刃太近（TMGL-1）或太远（TMGL-3）均会增大切削力波动，只有合适的微织构位置（TMGL-2）对切削力波动影响较小。图6-19（b）和（c）展示了沟槽宽度和间距对切削力波动的影响，明显可以看出，不同沟槽宽度刀具TMGW-1、TMGW-2、TMGW-3和不同沟槽间距刀具TMGS-1、TMGS-2、TMGS-3的切削力波动均呈逐渐增大的趋势，说明随着沟槽宽度和间距的增大，切削力波动逐渐增加。

图6-19　不同微织构分布、宽度、间距刀具在150m/min切削速度下切削力波动大小变化趋势