张 明，姚 静，刘让雷

（青岛科技大学机电工程学院，山东青岛266061）

超声滚压加工再生型颤振系统的稳定性分析

张 明，姚 静，刘让雷

（青岛科技大学机电工程学院，山东青岛266061）

基于超声波滚压加工，探讨了加工过程中颤振的产生机理及控制途径。首先，将工件简化为转子模型、将滚压装置简化为单自由度的振动系统，建立了再生型滚压加工的颤振模型，并进行了特性分析。基于Matlab/Simulink仿真功能，绘制出不同滚压宽度值时的时域图，得到振动系统发生颤振的临界极限状态。仿真结果与理论分析计算的极限滚压宽度相符，对实际加工中抑制颤振现象具有积极的指导作用。

超声波滚压加工；再生型颤振；极限滚压宽度；仿真

随着超声加工技术的应用越来越广泛，其在很多领域内发挥了突出的作用，工艺效果十分显著[1]。超声滚压对改变零件表面质量的耐磨性、抗疲劳性、抗蚀性有很好的提高作用[2]。超声加工中的颤振会影响机床的性能，降低工件的表面质量及加工精度，因此，对颤振的预测和控制非常重要[3]。

在滚压过程中，时常出现后一次进给与前一次进给的加工区域发生部分重叠的情况。如果加工过程中受到一个偶然的瞬时扰动，刀具与工件之间便会发生相对振动，其振幅会因阻尼作用而逐渐衰减，但这种振动会在工件表面留下一段振纹[4]。当工件转过一圈后，工具头将在留有振纹的工件表面重复滚压，导致滚压厚度发生波动，进而产生动态交变力，这种振动会进入一种持续自激振动的状态[5]，从而形成由振纹和动态切削力相互影响的再生型颤振。……