娄培生，吕凯波，吕鹏宇

(太原理工大学 机械与运载工程学院，太原 030024)

薄壁筒零件广泛应用于航空航天、船舶、能源等领域。这类柔性零件具有刚性低等特点，加工过程中工件与刀具之间极易产生强烈的相对振动，使得工件表面产生振纹，严重影响加工质量[1]。加工表面形貌是由刀尖轮廓通过刀具与工件之间的相对运动复映到工件表面上而形成的[2-3]。因此，工件表面形貌蕴藏着丰富的加工状态信息[4]。如果能将其中的特征信息提取出来，获得切削用量、加工系统动态特性等因素对表面形貌的影响规律，这无疑对薄壁筒这类零件加工表面形貌的预测和控制具有重要指导意义。

在稳定车削时，薄壁筒工件表面形貌呈现平稳光整的特点，其表面粗糙度与切削进给量、刀尖半径大小有关；当刀具与工件之间由于存在能量反馈机制诱发颤振时，表面将留下明显振痕[5]。振纹图案是由于车刀在工件表面留下的痕迹存在相位差，经过大量的排布从而产生了规律性的图案[6]。Moon等[7]通过工件表面的空间频率探明了表面轮廓的成形缘由，Lu等[8-9]建立了轴类柔性零件的车削颤振模型，指出轴类柔性工件主要以梁模态振型进行振动，加工后表面振纹呈现沟槽形状。Arnold[10]指出薄壁筒车削颤振表面图案的形成与工件的固有频率有着紧密的联系。Chang等[11]研究了不同径厚比下薄壁筒工件的振动特性变化规律，得出薄壁筒的径厚比越大，则其壳体模态在振动过程中越将占据主导作用。……