車削顫振機理與穩(wěn)定性問題研究.pdf

1、機床工作時，工件和刀具之間會產(chǎn)生強烈的切削顫振。顫振不僅使加工精度降低，還會損壞刀具等機床設備，使生產(chǎn)率下降。本文在探討車削顫振機理的基礎上，綜合考慮機床非線性剛度和刀具熱變形對車削顫振的影響，分別建立了單自由度、兩自由度和多自由度再生型車削顫振動力學模型，研究了顫振系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動力學特性問題，其結果具有一定的理論意義和實用價值。本文主要的研究內(nèi)容和結果包括：
　　(1)運用解析法對單自由度車削顫振系統(tǒng)穩(wěn)定性極限切削寬度隨切削參

2、數(shù)的變化規(guī)律進行分析，研究發(fā)現(xiàn)極限切削寬度隨等效剛度、阻尼率的增大而增大，隨切削剛度系數(shù)的增大反而減小，提高固有頻率不會影響極限切削寬度但會使穩(wěn)定性葉瓣圖曲線向切削速度較高的方向平移。
　　(2)基于刀具和工件耦合振動的兩自由度動力學模型，對穩(wěn)定性極限切削寬度的影響因素進行分析，發(fā)現(xiàn)當系統(tǒng)顫振頻率在刀具固有頻率附近變化時，提高刀具的等效剛度和阻尼率、提高工件的阻尼率會使極限切削寬度增大，而改變工件的等效剛度幾乎不影響極限切削寬度。

3、為合理選擇切削參數(shù)，提高機床切削穩(wěn)定性提供了有力的指導。
　　(3)考慮機床非線性剛度和刀具受熱變形對車削顫振的影響，分別建立了單自由度和兩自由度再生型車削顫振系統(tǒng)模型并進行動力學特性分析，研究發(fā)現(xiàn)在兩自由度車削系統(tǒng)中刀具子系統(tǒng)對時滯的變化較為敏感且呈響應多樣性，表現(xiàn)出周期、概周期和混沌的動力學運動，這與單自由度車削系統(tǒng)的動力學特性基本一致。而兩自由度車削系統(tǒng)中工件子系統(tǒng)的動力學變化較為簡單，只有周期和擬周期運動，沒有混沌運動。<