插铣过程中稳定域研究现状.PDF

２０１６年第５０卷Ｎｏ．９ ３ 插铣过程中稳定域研究现状 王宇，高海宁，翟元盛，郑登辉，韩冬 哈尔滨理工大学高效切削与刀具国家工程实验室 摘要：切削系统稳定性是插铣技术加工领域中的重要研究内容，插铣切削加工中很多优点的体现必须以无振 动稳定切削的实现为前提。稳定域预测的准确与否直接关系到能否有效抑制切削颤振，而切削颤振直接影响工件 的表面粗糙度和尺寸精度，刀具磨损和破损以及加工效率等。本文通过求解稳定域的一般步骤，综述稳定域研究 现状。通过列举稳定性边界的判别的不同算法，分析和对比各种算法的优缺点，并总结插铣切削过程中稳定性研 究存在的问题。 关键词：插铣；稳定域；研究现状 中图分类号：ＴＧ５０１；ＴＨ１６１　　　　　　文献标志码：Ａ ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＭｉｌｌｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓ ＷａｎｇＹｕ，ＧａｏＨａｉｎｉｎｇ，ＺｈａｉＹｕａｎｓｈｅｎｇ，ＺｈｅｎｇＤｅｎｇｈｕｉ，ＨａｎＤｏｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｃｕｔｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｃｏｎｔｅｎｔｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｐｌｕｎｇｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｐｌｕｎｇｅｍｉｌｌｉｎｇｍａｃｈｉｎｉｎｇｍｕｓｔｂｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｎｏｎｖｉｂｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｒｅｇｉｏｎｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｉｓｄｉｒｅｃｔｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｗｈｅｔｈｅｒｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｃｈａｔｔｅｒｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ．Ｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｃｈａｔｔｅｒｉｍｐａｃｔｓ ｄｉｒｅｃｔｌｙｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓａｎｄｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｗｏｒｋｐｉｅｃｅ，ｔｏｏｌｗｅａｒ，ｂｒｅａｋａｇｅ，ａｎｄｍａｃｈｉｎｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ． Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｓｔａｂｉｌｉｔｙｄｏｍａｉｎｂｙｓｏｌｖｉｎｇｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｓｔｅｐｓｏｆｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｒｅｇｉｏｎ．Ｂｙｔｈｅｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｂｏｕｎｄａｒｙｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ，ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅ ｖａｒｉｏｕｓａｌｇｏｒｉｔｈｍｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｐｌｕｎｇｅｍｉｌｌｉｎｇｉｓｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｌｕｎｇｅｍｉｌｌｉｎｇ；ｓｔａｂｉｌｉｔｙｄｏｍａｉｎ；ｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓ 　引言 在切削金属材料时，机床的刚度、承受温度能 力、切削模态参数、刀具几何参数、加工工件的材料 属性等因素直接或间接地影响切削系统的动态属 性。切削过程中产生的振动在插铣加工时尤为突 出，这是因为插铣切削余量大引起的三个方向插铣 图１　稳定性分析的一般步骤 力大于正常铣削，并且为了防止插铣刀与加工工件 发生干涉，会加长刀具悬伸量长度，造成刀杆刚度不 　动力学建模研究现状 足，系统的振动更加明显，甚至会使切削过程失稳， 切削过程动力学建模指研究系统的动力学行 降低插铣铣削效率和加工零件的表面质量。因此， 为，而建立的一组考虑影响颤振因素的数学方程以 研究和分析插铣加工过程的稳定域，优化切削参数 及加工过程中参数的获取。颤振稳定性分析在