李忠群，董亚峰，夏磊，彭岳荣，朱帆

（湖南工业大学机械工程学院，湖南株洲412007）

考虑过程阻尼的切削稳定性建模与仿真分析

李忠群，董亚峰，夏磊，彭岳荣，朱帆

（湖南工业大学机械工程学院，湖南株洲412007）

介绍了考虑过程阻尼影响的切削动力学模型，及切削稳定性解析求解方法；利用开发的仿真程序分别对车削和铣削的稳定性进行了仿真分析，模型与仿真程序的正确性得到了切削试验的验证。对比考虑过程阻尼影响前后的切削稳定性叶瓣图发现，考虑过程阻尼影响可显著提高低速区的稳定性极限值。考虑过程阻尼影响的切削稳定性仿真结果，可用于指导航空难加工材料的高效切削。

过程阻尼；切削稳定性；稳定性叶瓣图；高效切削

0 引言

众所周知，颤振是指发生在切削加工中一种自激振动现象，是影响切削加工效率的关键因素。它不仅会降低被加工零件的表面质量和加工精度，而且还会破坏刀具与机床，增加生产成本[1]。稳定性叶瓣图是一种通过动力学建模分析，得到用于预测切削是否稳定的图形，利用该图形可实现高效无颤振切削[2-5]。低速时，由于稳定性叶瓣的致密，导致利用稳定域图形选取切削参数的增效作用消失，其根本原因是，现有模型未考虑过程阻尼的作用。实验研究发现，当切削速度远低于加工系统的固有频率时，系统的稳定切削区域会显著增加（见图1）。这种低速切削时稳定切削区的显著增加，可归结为刀具后刀面与不平工件表面间摩擦作用所导致的切削速度变化，即过程阻尼作用[6-8]。……