高速铣削颤振识别和稳定性预测

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【江苏省自然科学基金】_加工刀具_期刊发文热词逐年推荐_20140815

2008年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
科研热词算法生物医学工程模态有限元法数控微细铣刀微细加工铣床微细制造刀具轨迹 cam
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
推荐指数 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
பைடு நூலகம்
2011年科研热词非线性误差陶瓷叶片镍基合金钢遗传算法适应度函数超声磨削蠕动进给自由曲面空间圆弧插补有限元最小二乘法数控系统工艺参数复杂曲面坐标变换加工刀具刀具姿态控制全局干涉五轴加工推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
科研热词再生颤振高速铣削非均匀有理b样条铣削力自由曲面经验公式粒子群算法稳定性预测稳定性分析稳定性氧化锆极差分析方差分析微铣削干涉避免工艺参数优化小波包分析孔斯曲面回归正交实验法动态铣削力动态切削力切削用量侧铣
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
科研热词高速切削算法有限元义齿高速加工面齿轮温度场流动应力模型根切有限元仿真微铣刀微细铣削微细切削建模与仿真尺寸效应基蜗杆切削力切削刃钝圆半径刀轨刀具磨损刀具温度刀位轨迹

铣削颤振稳定域叶瓣图确定方法研究

铣削颤振稳定域叶瓣图确定方法研究迟玉伦;李郝林【摘要】Milling chatter is a kind of instable vibration,it usually affects workpiece surface quality and reduces productivity efficiency.Here,a method to determine milling chatter stability field lobe diagrams was proposed based on a theoretical model and a test design.The genetic algorithm was used to optimize and determine constant parameters based on the measurement data and the theoretical calculation.Then,the stability field lobe diagrams were made to be consistent with the test results.The obtained lobe diagrams could be used to choose parameters for milling processing with the milling machine used in the test.They were significantto improve milling efficiency and processing quality.%铣削颤振是一种非稳定性振动，会损伤工件表面质量，降低切削效率。

本文提出了通过理论模型计算与实验设计相结合方法确定铣削颤振稳定域叶瓣图。

基于实验测量数据和理论分析计算，利用遗传算法来优化确定各常数参数，从而绘制出与实验测量结果相一致的铣削颤振稳定域叶瓣图。

铣削加工振动影响因素分析

经过多年的工作实践总结得出，高速铣削加工的过程中一旦出现振动，必然会影响到工件表面的精度和工件整体质量，甚至是缩短刀具乃至整个
机床的使用寿命、降低机床的使用性能。有研究表明，这种振动的大小会髓着切削参数的变化而不断的变动．因此在对铣削加工时振动产生的研究中，首先要做好切削参数与振动关系之间的研究，只有科学的处理好振动饲题，才能更好的为企业生产和社会发展做贡献。１铣削振动的研究现状目前，随着工业化生产道路的不断加速，社会对制造业产品的性能要求日益严格，使得各种工件的更换速度不断加快。在这种时代背景下，如何提高制造业产品的性能、质量，缩短产品的生产周期成为制造业发展的关键问题。切削系统作为制造业生产的核心环节，如何保证生产产品的高效、稳定、可靠已成为业界追求的主要目标。众所周知，铣削加工是一个高速发展的环节，它在工件加工中有着诸多的优越性，能满足各种不同工件的加工需要。但是铣削加工本身是一个高速运转和无振动要求加工环节，但是它又是一个复杂、多元的综合性设备．这类设备在运行中必然会因为各种因素而产生振动，这些振动包含共振、受迫振动以及系统内部的再生振动等因此。要想确保铣削加工工件的质量、精度，就必须要提前做好各种振动因素的预防和控制措施。在目前的铣削加工中，常见的振动控制方法主要采取降低铣削量的方式，这种做法虽然一定程度上保证了机床的稳定性，延长了机床使用寿命，但是很大程度上却造成生产效率的降低，给企业经济效益带来极大的影响。同时。由于铣床在加工中结构和受力复杂多变的原因，这种方法对于一些特殊原因引发的振动仍然是束手无策。尤其在近几年，随着数控机床的应用和机床刀具运转速度的不断加快，系统动态性能引发的振动越来越突出，其各种变量也表现的更加复杂，这也给我国铣削加工产业的发展造成制约。２铣削加工振动影响因素分析经过对数控机床铣削振动所引发的原因进行分析，它的出现主要包含了受迫式振动和自激式振动两种。受迫式振动主要指的是机床在铣削加工当中因为机械传动不平衡、冲击力复杂以及结构构件松弛而引发的一种振

数控车床切削加工过程的颤振稳定性研究_韩志华

数控车床切削加工过程的颤振稳定性研究
韩志华 , 罗学科
( 北方工业大学机电工程学院 , 北京 100041)
摘要: 分析了数控车床加工过程中切削颤振的产生机理 , 总结了现在国内外对切削颤振抑制理论实践的研究现状。基于脉冲激振法针对 CJK6140 数控车床刀架系统的初步研究 , 提出了基于计算机仿真技术对加工过程进行动态仿真的方法 , 从而达到提高加工效率的目的。关键词: 自振; 颤振抑制 ; 切削宽度中图分类号: TG519 1; TH161
为振动的角频率, 即振动位移滞后于角。因此, 交变作用力在一个振动周内 , 向系统所做的功为
T 2
Up =
0
Px d t =
0
Q cos( t + QA sin
(- A sin t ) d t = 个周期内对系统所做的功为 Uf = Fx d t = -
对于交变的阻力 F = R cos( t -
2 颤振的抑制方法
对于切削加工中颤振的控制, 国内外的研究人员已进行了大量的研究。总的来说 , 可分为两大 20
ht t p: // ZZHD. chinajournal. net. cn E -mail: ZZHD@ chinajournal. net . cn
机械制造与研究
韩志华, 等数控车床切削加工过程的颤振稳定性研究
机械制造与研究
韩志华, 等数控车床切削加工过程的颤振稳定性研究
表 1 图 2 收取的主要频率
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
频率 / Hz 155. 388 469
频率差 / Hz 0
幅值
相位 / ( )
相干系数
实部
虚部

【国家自然科学基金】_铣削颤振_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802

2009年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
科研热词高速铣削螺旋角薄壁稳定性预测滤波器设计法向前角斜角切削数据采集微细铣削图形用户界面动态特性三维稳定性
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年序号 1 2 3 4
2013年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
科研热词颤振稳定性分析微铣削再生颤振高速铣削颤振稳定域非线性陀螺效应铣削颤振铣削动力学轴向力稳定性预测犁切力混沌振动整体叶轮插补在线控制动态铣削力动态切削力全离散法
科研热词颤振预报稳定性分析多类支持向量机颤振孕育非线性特征铣削颤振铣削动力学连续小波超球支持向量机稳定性理论稳定性控制稳定性区域球形支持向量机混沌最大材料切除率微细铣削小波系数双谱半解析法再生颤振
推荐指数 3 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
科研热词抑振变速切削切削颤振 dsp
推荐指数 1 1 1 1
2011年序号词计算机应用稳定性理论样条插补智能寻优控制在线监测口腔修复体刀轨优化 stl模型推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1
2012年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
推荐指数 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2014年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

高速切削加工过程振动预测技术

第5期2021年5月机械设计与制造Machinery Design & Manufacture 281高速切削加工过程振动预测技术陈光军1'2'3,苏天宇2,侯帅2,孙光兴3（1.天津职业技术师范大学机械工程学院，天津300222；2.佳木斯大学机械工程学院,黑龙江佳木斯154007；3.天津宝涞精工集团股份有限公司，天津301800）摘要：高速切削加工参数选择不合理会导致切削振动，切削过程中振动引起的不稳定切削会产生一系列不良的影响，切削振动的预测将有助于优化高速切削加工过程，提高切削加工表面质量和加工效率。

概述了高速切削加工过程中颤振产生的机理与类型，并分析了切削颤振的影响因素；对切削加工过程稳定性预测进行了报道，重点论述了切削稳定性的影响因素;对切削振动辨识与预测方面的研究成果进行了总结。

指出了切削加工过程振动预测技术的未来发展趋势。

关键词:高速切削;颤振;稳定性;辨识;预测中图分类号:TH16；TG506 文献标识码:A 文章编号：1001-3997(2021)05-0281-04Technology of Vibration Prediction in High Speed Machining ProcessCHEN Guang-jun 1，，, SU Tian-yu 2, HOU Shuai 2, SUN Guang-xing 3(l.School of Mechanical Engineering , Tianjin University of Technology and Education , Tianjin 300222, China ;2.School of Mechanical Engineering Jiamusi University , Heilongjiang Jiamusi 154007, China ;3.Tianjin Baolai Precision Machinery Industry Group Co., Ltd , Tianjin 301800, China )Abstract : The unreasonable selection of high speed cutting parameters will lead to cutting vibration , the unstable cuttingcaused by vibration in the cutting process will produce a series of adverse effects , and the prediction of cutting vibration will help to optimize the high-speed cutting process and improve the surface quality and processing efficiency of cutting. This paper summarized the mechanism and type offlutter generation in high speed cutting process , analyzed the influencingfactorsof cuttinggflutter , reported the stability prediction of cutting process , emphatically discussed the influencingfactors of cuttingstability , and summarized the research results in cutting vibration identification and prediction. The future development trend ofvibration prediction technology in cutting process was pointed out.Key Words : High Speed Cutting ； Chatter ； Stability ； Identification ； Prediction1 引言高速切削加工加工参数选择的不合理会导致切削振动，切削过程中振动导致的不稳定切削会产生一系列不良的影响，是限制生产效率提高、加速机床的磨损的主要原因，有时甚至因振动致使机床设备零件岀现疲劳破坏产生重大事故|1-2］。

基于铣削力与稳定性预测的铣削工艺参数优化

ａｂｌｅｓｉｎｃｌｕｄｅｍｉｌｌｉｎｇｓｐｅｅｄ，ｆｅｅｄｐｅｅｒｔｏｏｔｈａｎｄｔｈｅａｘｉａｌｃｕｔｔｉｎｇｄｅｐｔｈ，ａｎｄｔｈｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄｃｏｎ — ｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅｃｏｎｓｒｕｃｔｔｅｄｗｉｔｈｍｉｌｌｉｎｇｆｏｒｃｅ，ｍａｃｈｉｎｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒ，ａｎｄｓｙｓｔｅｍｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄＳＯｏｎ．Ａ１一ＳＯ，ｔｈｅｍｉｌｌｉｎｇｔｅｓｔｓａｎｄｓｔａｍｐｉｎｇｔｅｓｔｓａｒｅｅｘｃｕｔｅｄｔｏｃａｌｉｂｒａｔｅｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｆｏｒｃｅｃｏｅｉｃｆｉｅｎｔｓａｎｄｍｏｄａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｏｆｓｐｉｎｄｌｅ—ｃｕｔｔｅｒｓｙｓｔｅｍ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｍｉｌｌｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ
型。通过铣削试验和捶击试验分别获取了铣削力系数和主轴一刀具系统的模态参数。采用惩罚函
数法将有约束问题转化为无约束问题，应用粒子群算法对模型进行寻优求解，并进行试验验证，结果

切削振动1

切削振动振动相关知识阻尼就是使自由振动衰减的各种摩擦和其他阻碍作用。

阻尼比在土木、机械、航天等领域是结构动力学的一个重要概念，指阻尼系数与临界阻尼系数之比，表达结构体标准化的阻尼大小。

阻尼比是无单位量纲，表示了结构在受激振后振动的衰减形式。

可分为等于1，等于0, 大于1，0~1之间4种，阻尼比=0即不考虑阻尼系统，结构常见的阻尼比都在0~1之间.影响因素：主要针对土木、机械、航天等领域的阻尼比定义来讲解。

阻尼比用于表达结构阻尼的大小，是结构的动力特性之一，是描述结构在振动过程中某种能量耗散的术语，引起结构能量耗散的因素（或称之为影响结构阻尼比的因素）很多，主要有（1）材料阻尼、这是能量耗散的主要原因。

（2）周围介质对振动的阻尼。

（3）节点、支座联接处的阻尼（4）通过支座基础散失一部分能量。

（5）结构的工艺性对振动的阻尼。

模态是机械结构的固有振动属性,结构的动力特性主要取决于它的模态参数,包括各阶固有频率、阻尼系数、振型系数等。

模态分析方法最早应用于航空航天领域,是研究结构动力特性的一种方法,是系统辨别方法在工程振动领域中的应用,最终目的就是为确定结构的动力特性,以得到该结构一系列的振型和对应各个振型的频率,以分析结构系统的振动特性、诊断系统的振动故障以及对系统的动力特性进行设计优化。

车削振动[1]在机械加工中产生的振动，按产生的原因来分类，有自由振动、受迫振动和自激振动，与机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的动态特性有关。

自由振动是当振动系统的平衡被破坏，由弹性力来维持系统的振动。

是切削力的突然变化或其它外力冲击引起的。

可快速衰减，对车床加工影响非常小，可忽略不计。

受迫振动产生的原因是由系统外部或内部周期变化的激振力(也叫振源)的作用下而产生的振动，共振是受迫振动中的一个特例。

此振动主要由以下几方面原因产生高速回转存在不不衡，例如卡盘和工件、主轴、电动机转子、带轮等。

就是因为零件的不平衡而产生激振力F(也叫离心惯性力)，车床传动存在误差，车床传动当中的齿轮组，由于制造误差、装配误差产生了周期变化的激振力；液压传动中油液脉动、轴承滚动体尺寸差、皮带接缝等因素。

高速主轴-夹具-刀具系统动态特性分析

ｓｔａｂｉｌｉｔｙｂｅ
高速铣削加工广泛应用于汽车和航空工业的机械零部件的加工中，然而，铣削过程中颤振的发生成
态特性的影响，导致该方法不仅费时费力，而且还没法考虑主轴转速对刀具端点频响函数的影响，因而
为影响工件加工表面质量和加工效率的主要因素ｕＪ。如何避免颤振，一直以来都是一个重要的研究内容。为了通过对铣削稳定性的预测来确定合适
ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＤｙｎａｍｉｃＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｉｔｃｓｏｆ
ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＳｐｉｎｄｌｅ — Ｈｏｌｄｅｒ－ＴｏｏｌＳｙｓｔｅｍ
ＣＨＡＩＹｉｎ－ｇａｎｇ，ＭＥＮＧＤｅ－ｈａｏ，ＬＯＮＧＸｉｎ－ｈｕａ，ＭＥＮＧＧｕａｎｇ
摘要：基于导纳耦合分析法，建立高速轴一夹具一刀具系统模型，得到不同转速下刀具端点处的频响函数，并采
用半离散分析法，对变刚度铣削加工过程的稳定性进行分析，研究主轴转速对铣削稳定性的影响。结果表明，考虑轴承变剐度的影响，在高速情况下铣削加工稳定曲线向低转速方向偏移，且临界铣削深度明显降低。关键词：振动与波；高速主轴；导纳耦合分析法；半离散分析法；稳定性图中图分类号：ＴＨ１１３文献标识码：ＡＤＯＩ编码：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６．１３３５．２０１３。０６．００６

【江苏省自然科学基金】_稳定性预测_期刊发文热词逐年推荐_20140817

推荐指数 3 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
2011年科研热词定量结构-性质相关性马达法辛烷值遗传算法黄酮类化合物黄嘌呤氧化酶链烷烃遗传函数算法蛋白质半衰期脂肪族硝基含能化合物胞内蛋白选择性降解聚类参数紫杉醇类似物疲劳分析电性距离矢量电性状态拓扑指数烷烃模糊c均值聚类构效关系数字土壤制图支持向量机撞击感度抗癌活性定量活性构效关系土壤厚度分子电性距离矢量冲击载荷充填采煤链式投料系统信号肽亚细胞定位 ansys 推荐指数 3 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
科研热词高速铣削铣削力量化参数薄荷荷电电压荷电射流色谱保留指数自相似性网络流量预测粒子群算法稳定性预测稳定性离心泵电性拓扑状态指数电导率有机磷化合物数值模拟效率支持向量回归机挥发性成分拓扑指数工艺参数优化射流速度射流破碎长度定量结构-性质相关性定量结构-保留相关叶片开槽参数优化动态切削力再生颤振内部流场全局人工鱼群算法保留指数
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
科研热词近红外光谱遗传算法梨预测间隔偏最小二乘苹果联合区间偏最小二乘缺陷糖度硬度微分方程失信因子多元线性回归(mlr) 在线检测开发系统可溶性固形物含量光学参数

高速铣削再生颤振稳定性预测与验证

第５期
２０１３年５月
机械设计与制造
ＭａｃｈｉｎｅｒｙＤｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｌ８３
高速铣削再生颤振稳定性预测与验证
曹自洋，李华，殷振，谢鸥
２１５０１１）（苏州科技学院机电工程系，江苏苏州
Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅｃｈｔｔａｅｒｓｉａｍａｊｏｒｆａｃｔｏｒｒｅｓｔｒｉｃｔｉｎｇｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙａｎｄｑｕｄｉ＠ｏｆｈｉｇｈｓｐｅｅｄｍｉｌｌｉｎｇ．Ｆｏｒｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｈｉｈｇｓｐｅｅｄｍｉｌｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｍｉｌｌｉｎｇｆｒｃａｅｍｏｄｅｌａｎｄｃｈａｔｔｅｒｓｔａｂｉｌｉｔｙｄｏｍａｉｎｎａａｌｙｔｉｃａｌｍｏｄｅｌ
ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｒｅｇｅｎｅｒｔａｉｖｅｅｆｆｅｃｔｓｒｅａｔａｋｅｎｉｎｔｏａｃｃｏｕｎｔ．Ｔｈｅｍａｃｈｉｎｅ — ｔｏｏｌｓｙｓｔｅｍｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒｅｓｐｏｎｓｅｆｕｃｔｎｉｏｎｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｒｏｕｇｈｏｄｍａｌｔｅｓｔｉｎｇ．ｈｅＴａｎａｌｙｔｉｃａｌｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｈａｔｔｅｒｓｔａｂｉｌｉｔｙｄｏｍａｉｎｉｓａｃｈｉｅｖｅｄｂｙｎｕｍｅｒｉｃａｌｎａａｌｙｓｉｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｂｏａｖｅｓｔｕｄｙ，ｗｉｔｈｉｎｔｅｇｒｔａｅｄｕｓｅｏｆｍｉｌｌｉｎｇｓｔａｂｉｌｉｔｙｃｒｉｔｅｒｉｏｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｍｉｌｌｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｒｅａｅｓｔｂｌａｓｉｈｅｄａｎｄｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗａｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｓｉｍｕｌｔｉａｏｎｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｅｓｎｓｏｆｃｈｔｔａｅｒ

薄壁零件高速铣削的振动问题分析

维普资讯
维普资讯
第２期
李
亮等：薄壁零件的高速铣削的振动问题分析
表１不同蹙厚工件的各价模态频率
ＴａｌｌＦｅｕｎｙａａｙｉｏｉｅｅｔｂｅｒｑｅｃｎｌｓｓｎｄｆｒｎｔｃｒｐｅｅｈｉｋｗｏｋｉｃｓ
质量提高，能加工出非常精密的薄壁零件” 。本文认为该说法有失一般性，然在高速切削条件虽下，激振频率远离系统固有频率，但是在薄壁零件
的高速切削加工过程中，当零件的壁厚较薄时，常常发生切削振动。
为了有效的分析薄壁零件加工过程中切削振动的起因，本文根据现有的条件下安排实验。加工过程中，机床转速均在１０ｒｎ以上，０００ｒａ／ｉ激振
维普资讯
第１９卷第２期
２００６年６月
盐城工学院学报（自然科学版）
ＪｕｎｌｆａｃｅｇＩｓｔｔｏｅｈｏｏｙＮｔｒｌｃｅｃ）ｏｒａｏｎｈｎｔｕｆｃｎｌ（ａｕａＳｉｅＹｎｉｅＴｇｎ
３５．
２．５
４．８４５１．１８１９．６９９．２１３８．３３０３４５８ｌｌ
ｌ．９８３４１４９８９１１５４．１．２２７３３４６９ｌ２
大，给系统带来严重的后果。所以颤振是切削过
程中应消除的一个重要问题。
模态耦合颤振理论及不同材料、刀具引起切削力
变化而产生颤振等。在铣削加工薄壁件时（以加工侧壁为例）由，

薄壁零件高速铣削稳定性的分析

ＸＵＥＸｉｏｑａｇ一，ＬＵＤ．ｕ，ＭＡＺａ —ｕａ．ｉｎＩａｈｈｏｙｎ，
ｆ．ｃｏｌｆｃａｉａＥｇｎｅｎ，ＮｎｉｇＩｓｔｔｏｃｎｌｇ，Ｎｎｉｇ２１７ｈｎ；ＳｈｏｏＭｅｈｎｃｌｎｉｅｒｇａｊｎｔｕｅｆｉｔｏｎ１６
在薄壁零件的铣削加工过程中，由于薄壁结构零件刚度较低，加工余量大，比较容易产生切削颤振问
题，大大地降低了生产率．于任一固定的机器一刀具一工件的组合，响加工效率的主要因素依次为这对影主轴转速、向和径向切深、给率 …．铣削过程中，振发生在特定轴向切深和主轴转速的组合．管轴进在颤尽在高速条件下，利于薄壁零件的平稳加工，对于工件、有但刀具振动及其稳定区问题，仍然迫切需要解决．
摘要：针对薄壁零件在铣削加工过程中存在的切削颤振问题，建立了铣削颤振理论模型，进行模态分析试验和铣
削加工试验，获取系统动态性能参数和铣削力系数．在此基础上建立了薄壁结构零件铣削加工的稳定性耳瓣图，为
今后的薄壁零件加工稳定性研究工作打下了基础．
Ｎｎｉｇ２０１，Ｃｉａａｊ１０６ｈｎ）ｎ
ＡｂｔａｔＡｓｔｈｒｂｅｏｕｔｇｃａｔｒｆｕｄｉｅｃｕｓｆｔｉ — ａｌｐｒｓｍｉｉｇｈｏｅｉａｄｌｗｉｅｓｒｃ：ｏｔｅｐｏｌｍｆｃｔｎｈｔｎｎｔｏｒｅｏｎｗｌａ ’ ｌｎ，ａｔｅｒｔｌｍｏｅｔｒ— ｉｅｏｈｈｔｌｃｈｇｒｏｍｉｉｇｃａｔｒｗａｓａｌｈｄｔｏｄｃｄｌｎｌｓｓｅｐｒｍｅｔｎｌｎｘｅｍｅｔｗｔｉｗｔｂａ— ａｄｔｌｎｈｒｓｅｔｂｉｅｃｎｕｔｍｏａａｙｉｘｅｉｎｓａｄｍｉｉｇｅｐｒｎｓｉａｖｅｏｏｔｉｌｅｓｏａｌｉｈｎｎｙａｃｐｒｒｎｅｐｒｍｅｅｓｏｅｓｓｅａｄｍｉｉｇｆｒｅｃｅｃｅｔｎｄｉｇＳｔｂｌｙｌｂｇａｈｆｒｍｉｉｇｉｇｄｎｍｉｅｏｍａｃａａｔｒｆｔｙｔｍｎｌｎｃｏｆｉｎ．ＩｏｎＯｓａｉｔｏｒｐｏｌｎｆｈｌｏｉｉｌｔｉ — ａｌａｔａｒｗｎｔｕａｉｇａｓｕｄｆｕｄｔｎｆｒｆｒｈｒｒｓａｃｒｎｔｉｒａｈｎｗｌｐｒｓｗｓｄａ，ｈｓｌｙｎｏｎｎａｉｕｅｅｅｒｈｗｏｋｉｈｓａｅ．ｏｏｏｔＫｅｒｓｈｎｗａｌｐｒ；ｈｇｐｅｌｎ；ｃｔｎｈｔｒｙｗｏｄ：ｔｉ — ｌａｔｓｉｈｓｅｄｍｉｉｇｕｔｇｃａｔｌｉｅ

整体硬质合金立铣刀高速加工钛合金振动分析

整体硬质合金立铣刀高速加工钛合金振动分析皇攀凌;李剑峰;孙杰;宋良煜【摘要】针对切削振动制约钛合金高速加工的问题,采用变齿距结构铣刀,在干切削条件下对TC4钛合金进行高速铣削加工,建立动态铣削力模型,利用MATLAB软件对其进行快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT),得到动态铣削力的频谱图;基于该图分析切削速度对切削稳定性的影响,得到颤振发生的切削速度.试验结果表明颤振会急剧地增加切削力幅值,大大降低已加工表面质苣;根据频谱分析,在保证其它切削参数不变的条件下,最佳切削速度为160 m/min时,从而在保证刀具寿命和加工表面质量的前提下提高切削效率.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2010(015)006【总页数】6页(P574-579)【关键词】钛合金;力频谱;颤振;变齿距【作者】皇攀凌;李剑峰;孙杰;宋良煜【作者单位】山东大学,机械工程学院,济南,250061;山东大学,高效洁净机械制造教育部重点实验室,济南,250061;山东大学,机械工程学院,济南,250061;山东大学,高效洁净机械制造教育部重点实验室,济南,250061;山东大学,机械工程学院,济南,250061;山东大学,高效洁净机械制造教育部重点实验室,济南,250061;中航工业集团,成都飞机制造有限责任公司,成都,610092【正文语种】中文【中图分类】TG501.1钛及其合金因具有密度小、比强度高、热稳定性好、耐腐蚀及无磁性等优异性能，广泛应用在航空航天领域[1]。

但钛合金又是典型的难加工材料，具体表现为：1)热传导率低、刀尖易聚热；2)化学活性高，在高的切削温度下，易和空气发生化学反应。

由于和刀具材料化学亲和性强，造成刀具发生粘着磨损；3)弹性模量小，回弹效应可能造成高频颤振、擦痕和加工误差等问题[2-4]。

颤振是刀具与工件之间的1种十分强烈的相对振动，是影响加工表面质量、降低刀具寿命和限制切削效率的主要因素。

硬质合金刀具高速铣削钛合金的稳定性研究

Ｔ６１Ｖ是美国１５ｉＡ４９４年首先研制成功的高温钛合金材料，具有比强度高、热性好、蚀性好等优它耐耐良的力学和物理性能．在航空航天及军工领域得到广泛的使用。是这种钛合金本身的化学活性大、热系但导数小、弹性模量小等特点给钛合金的铣削加工带来了困难加工钛合金的理想刀具材料须具备较高的热硬度，良好的韧性、磨性，的导热系数和较低的化学耐高活性所以．铣削钛合金时宜选用与钛化学亲和作用
集中在系统振影响因素分析、稳定性极限预测模型的
建立等方面．研究成果有土耳其学者ＥＢｄｋ考虑刀．ｕａｔｕ
★基金项目：西省教育厅科技计划项目（．Ｊ１２６、东交通大学校立科研资助课题（．ｌＤ０）江ＮｏＧ０２９）华『Ｎｏ１Ｇ１
收稿日期：０２８８２１ —０－２修稿日期：０２０ —１２１— ９０
作者简介：海燕（９５，，师，士，事领域为机械制造及其自动化的教学和研究工作朱１７一）男讲硕从
现计机２１．中ｏ代算０２９０
论研究和实验方法等方面都处于刚起步的阶段．尚未
有成熟科学的理论体系和工程规范因此。面准确地全

铣削动力学—稳定性分析方法与应用

铣削动力学—稳定性分析方法与应用一、本文概述《铣削动力学—稳定性分析方法与应用》这篇文章主要围绕铣削过程中的动力学特性进行深入研究，探讨了稳定性分析的理论方法和实际应用。

铣削作为机械加工领域中的关键工艺之一，其动力学特性对加工精度、表面质量和生产效率具有重要影响。

因此，研究铣削动力学稳定性分析方法，对于提高铣削加工的稳定性和效率，具有重要的理论价值和实际应用意义。

本文首先介绍了铣削动力学的基本概念和研究背景，阐述了铣削过程中存在的振动、噪声和不稳定现象，以及这些问题对加工质量和效率的影响。

接着，文章重点介绍了稳定性分析的理论方法，包括时域分析、频域分析和非线性动力学分析等，这些方法为深入研究铣削动力学提供了有效的工具。

文章还探讨了稳定性分析方法在铣削加工中的应用，包括切削参数优化、刀具设计、机床结构设计等方面。

通过稳定性分析，可以预测和避免铣削过程中的不稳定现象，提高加工质量和效率。

文章还结合具体案例，详细阐述了稳定性分析方法在实际应用中的具体操作和效果。

《铣削动力学—稳定性分析方法与应用》这篇文章旨在深入研究铣削动力学稳定性分析方法，探讨其在实际应用中的有效性和可行性，为提高铣削加工的稳定性和效率提供理论支持和实践指导。

二、铣削动力学基础铣削动力学是研究铣削过程中刀具与工件相互作用下，切削力的动态行为、振动、切削稳定性以及切削效率的科学。

深入理解铣削动力学的基础原理是分析铣削稳定性、优化切削参数和提高加工质量的关键。

在铣削过程中，切削力是刀具与工件之间相互作用的结果，它的大小和方向受到切削参数（如切削速度、切削深度、进给速度等）、刀具几何形状、工件材料性质以及切削条件等多种因素的影响。

切削力可以分解为垂直于切削速度方向的法向力和沿切削速度方向的切向力。

法向力主要影响刀具的径向振动，而切向力则直接决定切削过程中的功率消耗和切削热的生成。

铣削过程中的振动是动力学研究的重要组成部分。

振动可能来源于刀具与工件之间的动态相互作用、切削力的周期性变化、机床结构的不稳定性等因素。

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频率及其谐波两边等间距处会出现相应的颤振频率，当主颤振频率处的能量超过一定的闽值时，加工系统
颤振，否则，无颤振。建立了颤振动力学模型，通过试验获得了铣削系统频响函数和铣削力系数，绘制了铣
削加工稳定性曲线。结合提出的颤振识别方法，验证了动力学模型的准确性，可为实际加工中合理选择加
工参数和颤振监测提供参考。关键词：高速铣削；颤振；功率谱；稳定性曲线；颤振识别
中图分类号：ＴＨ１１３文献标识码：Ａ文章编号：１０００－９７８７（２０１３）０３－００５９－０３
Ｃｈａｔｔｅｒｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｓｐｅｅｄｍｉｌｌｉｎｇ
（南京理工大学，江苏南京２１００９４）摘要：颤振是刀具与工件之间剧烈的自激振动，是影响工件表面质量与刀具磨损的重要因素。通过高
速铣削试验，对加工过程中铣削力与振动信号进行分析，给出了一种通过监测加工过程中信号功率谱能量比变化来识别颤振的方法。试验结果表明：颤振发生时信号功率谱最主要的特性是在主轴转动频率、切削
２０பைடு நூலகம்１３年第３２卷第３期
传感器与微系统（ＴｒａｎｓｄｕｃｅｒａｎｄＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）
５９
高速铣削颤振识别和稳定性预测
陈展翼，袁军堂，汪振华，黄俊
ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｉｓｏｂｊｅｃｔｉｖｅｉｓａｃｈｅｉｖｅｄｂｙｍｅａｓｕｒｉｎｇｔｈｅｍｉｌｌｉｎｇｆｏｒｃｅａｎｄｖｉｂｒａｔｉｏｎ
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｍｅｔｈｏｄｏｆｍｉｌｌｉｎｇｃｈａｔｔｅｒｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｂｙｃｈａｎｇｅｏｆｔｈｅｐｏｗｅｒｓｐｅｃｔｒｕｍｅｎｅｒｇｙｒａｔｉｏｉｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆ
ｓｉｇｎａｌｓｕｎｄｅｒｓｅｖｅｒａｌｃｕｔｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｍａｉｎｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆｔｈｅｐｏｗｅｒｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆ
ＣＨＥＮＺｈａｎ — ｙｉ，ＹＵＡＮＪｕｎ — ｔａｎｇ，ＷＡＮＧＺｈｅｎ — ｈｕａ，ＨＵＡＮＧＪｕｎ（ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９４，Ｃｈｉｎａ）