机床颤振分析及抑制方法研究

机床颤振分析及抑制方法研究

摘要
颤振现象是机床切削加工过程中对稳定性有着很大影响的的因素，它对机床的加工效率和工件的加工精度有很大的限制。因此，对车床的颤振现象进行研究并对其在线监测与抑制方法进行研究对生产加工实践具有重要意义。
本文对机床切削颤振现象的机理进行了分析，并对车床切削加工过程的稳定性进行了研究，而且采用了一种通过改变主轴转速的方法来对颤振现象进行抑制。首先本文分析了对切削加工影响最大的颤振形式——再生型颤振产生的机理，依据颤振稳定性理论用Matlab编写了绘制颤振稳定性叶瓣图的程序，并以此为基础分析了机床系统固有参数以及加工条件的变化对机床颤振稳定性的影响。然后本文对机床颤振的在线监测与抑制方法进行了研究，并在CA6140A车床上进行了切削实验，采用加速度传感器获得对床进行实时的振动信息，利用信号的方差和互相关系数作为特征值来对颤振进行判别，并对颤振进行抑制。对CA6140A车床主轴进行动力学特性分析，获得模态参数并绘制出该机床切削加工的稳定性图，在利用此机床对工件进行切削加工时，可依据此稳定性图对主轴转速和切削深度进行选择，来尽量避免机床颤振现象的发生。最后对颤振的抑制方法进行仿真验证，验证该方法是有效的。

关键词：
颤振；稳定性图；在线监测；颤振抑制