間斷切削的顫振穩(wěn)定性研究.pdf

1、間斷切削過程和連續(xù)切削過程存在著不同的動(dòng)力學(xué)行為，導(dǎo)致傳統(tǒng)的重生顫振理論不能指導(dǎo)間斷切削過程的穩(wěn)定性分析。針對(duì)間斷切削過程的顫振穩(wěn)定性分析問題一直困擾著了國內(nèi)外學(xué)者。本文在國家自然科學(xué)基金(間斷切削的顫振穩(wěn)定性分析，項(xiàng)目號(hào)：50875127)和教育部留學(xué)回國人員科研啟動(dòng)基金資助項(xiàng)目(薄壁零件切削加工的顫振穩(wěn)定性分析)項(xiàng)目的資助下，研究間斷切削過程的顫振穩(wěn)定性問題。本文主要的研究內(nèi)容包括：
　　 （1)建立基于動(dòng)態(tài)切屑厚度的動(dòng)態(tài)切

2、削力模型。把切削過程刀具軸向劃分為切削微元，在前后兩個(gè)刀齒周期之間，搜索處于切削的工件表面振紋點(diǎn)，計(jì)算較準(zhǔn)確的動(dòng)態(tài)切屑厚度。由切削過程動(dòng)力學(xué)方程，求解每個(gè)離散微元的動(dòng)態(tài)位移，從而更新切削后留在工件表面的振紋坐標(biāo)。通過設(shè)置足夠的離散點(diǎn)數(shù)及選擇正確的動(dòng)力學(xué)方程初始條件，以較準(zhǔn)確描述間斷切削過程。
　　 （2)標(biāo)定基于平均力學(xué)模型的切削力系數(shù)。從平均切削力模型推導(dǎo)出切削力系數(shù)表達(dá)式，通過試驗(yàn)回歸方程與切削力的數(shù)學(xué)表達(dá)式的對(duì)比，獲取切削

3、力系數(shù)。同時(shí)通過仿真與試驗(yàn)，驗(yàn)證在該切削力系數(shù)下動(dòng)態(tài)切削力模型的準(zhǔn)確性。
　　 （3)建立基于螺旋角的顫振穩(wěn)定性頻域分析多頻解模型?；诼菪堑你娤鬟^程，通過微元受力分析及其軸向迭加，建立基于螺旋角的顫振穩(wěn)定性分析模型，并給出了多頻解，以便能夠在模型中涵蓋間斷切削過程存在的高頻成分，使得模型能夠在間斷切削過程適用。通過該模型，考察了切削穩(wěn)定性的影響因素。
　　 （4)建立顫振穩(wěn)定性時(shí)域分析模型。穩(wěn)定性時(shí)域分析模型被認(rèn)為是

4、解決顫振穩(wěn)定性問題的準(zhǔn)確方法。顫振穩(wěn)定性分析時(shí)域模型的準(zhǔn)確性是基于動(dòng)態(tài)切削力模型的。通過仿真動(dòng)態(tài)切削過程，“監(jiān)視”動(dòng)態(tài)切屑厚度變化，一旦切屑厚度與靜態(tài)切削過程的最大切屑厚度的比值超過設(shè)定的值，則視為發(fā)生顫振，并記錄軸向切削深度。利用動(dòng)態(tài)切削力模型，可以仿真給出動(dòng)態(tài)切削位移和動(dòng)態(tài)切削力的變化，建立動(dòng)態(tài)切削位移一周期龐加萊截面，以分析顫振穩(wěn)定性時(shí)域模型表征的間斷切削過程穩(wěn)定點(diǎn)與不穩(wěn)定點(diǎn)的動(dòng)力學(xué)行為的不同，以及不同不穩(wěn)定點(diǎn)所蘊(yùn)含的不同分岔過程