冯吉路，孙志礼，孙洪哲，柴小冬

(东北大学 机械工程与自动化学院，沈阳　110819)



铣削颤振及其可靠度分析*

冯吉路，孙志礼，孙洪哲，柴小冬

(东北大学 机械工程与自动化学院，沈阳110819)

摘要：通过铣削颤振动力学建模，考虑了影响参数的随机性，在解析法分析铣削系统阻尼比、刚度、固有频率、铣削径向切削宽度以及铣削力系数对铣削颤振稳定性的影响的基础上，应用蒙特卡洛算法，分别对不同阻尼比和刚度的铣削系统进行了铣削颤振可靠性分析。结果表明，主轴转速和铣削颤振可靠度呈现明显的非线性关系。在稳定域按照极限切削深度进行铣削加工时，仅有在特定速度段能够保障不发生颤振现象，刚度的增加几乎不会影响铣削颤振可靠度，增加铣削系统阻尼可容易地得到铣削稳定域所对应的主轴速度。

关键词：铣削颤振；极限切削深度；可靠性；蒙特卡洛

0引言

铣削加工是一种最常见和最通用的加工方式，其具有良好的材料去除性能，因此在工业生产中扮演了重要的角色[1]。然而，在某些条件下铣削加工过程中会产生颤振现象，这不仅会引起铣削系统的自激振动和受迫振动，从而导致加工过程中的噪声加剧，并且会影响被加工工件的表面质量和刀具的使用寿命，严重的影响加工效率[2]。因此，研究人员对铣削加工过程中的颤振预测和颤振抑制进行了广泛的研究。

Tobias和Tlusty等[3-4]首先提出了切削过程中的颤振稳定性预测模型，建立了单自由度特征方程。……