剛度時(shí)變系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)研究及穩(wěn)定性預(yù)測.pdf

1、高速銑削加工技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)中最重要的基礎(chǔ)技術(shù)之一，已成為21世紀(jì)先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分，被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、模具、能源、軌道交通等眾多領(lǐng)域。銑削過程中的顫振是高速銑削實(shí)現(xiàn)高速、高效和高精度加工的關(guān)鍵限制因素之一，因此大型整體薄壁件高速銑削下的穩(wěn)定性預(yù)測問題成為航空工業(yè)制造技術(shù)中迫切需要解決的技術(shù)難題。以大型整體薄壁件為研究對(duì)象，以提高切削效率、保障切削穩(wěn)定性為主要研究目標(biāo)，圍繞高速銑削過程中隨工件材料快速去除工件質(zhì)量和剛

2、度時(shí)變的特點(diǎn)，借助理論分析和試驗(yàn)研究等手段，對(duì)整個(gè)銑削過程的穩(wěn)定性進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究。 整個(gè)大型整體薄壁件高速銑削加工過程劃分了剛性工件、柔性工件剛度時(shí)不變和柔性工件剛度時(shí)變?nèi)齻€(gè)加工階段，分別建立時(shí)不變和時(shí)變系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型；從工程應(yīng)用角度出發(fā)，確定了工件臨界剛度對(duì)應(yīng)下的工件臨界質(zhì)量作為是否考慮工件柔性的臨界判據(jù)，并確定了工件臨界質(zhì)量值；分析高速銑削過程中，動(dòng)態(tài)銑削力和工件剛度隨材料切除在不同剩余壁厚和刀具作用位置時(shí)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性

3、（模態(tài)參數(shù)、頻響函數(shù)）及其變化規(guī)律。 基于所建立的大型整體薄壁件剛性工件、柔性工件剛度時(shí)不變和柔性工件剛度時(shí)變階段動(dòng)力學(xué)模型來進(jìn)行穩(wěn)定性預(yù)測分析，針對(duì)柔性工件剛度時(shí)變階段的質(zhì)量、剛度等參數(shù)時(shí)變的特性，利用靈敏度法分析了工件質(zhì)量和剛度變化對(duì)高速銑削系統(tǒng)模態(tài)特性的貢獻(xiàn)靈敏度，依據(jù)動(dòng)態(tài)響應(yīng)輸出信號(hào)（output only）法確定質(zhì)量、剛度等多參數(shù)時(shí)變系統(tǒng)的頻響函數(shù)，利用matlab仿真技術(shù)繪制了整個(gè)銑削過程不同階段的穩(wěn)定性lobe圖（