工件刀具耦合动力切削系统稳定性的结构—振动耦合控制方法与实验研究

对一些复杂结构零件进行切削加工时，受工艺条件限制工件和刀具刚度较低或相近，两者动态特性耦合性强，对切削稳定性影响显著，很小的变动都会导致切削稳定极限条件和颤振频率的改变。本项目针对上述工艺条件下的切削稳定性控制问题，建立基于工件刀具耦合动力学的切削稳定性控制模型，实现切削颤振的结构-振动耦合控制方法。该控制方法在结构动态特性和切削振动信号间建立自适应反馈控制机制，基于切削振动信号中蕴含的颤振特征信息和结构动态特性信息，通过加入切削工艺系统中的含有智能材料的主动变刚度阻尼控制装置，自适应调整优化工件刀具动态性能的耦合关系，抑制切削颤振，提高切削系统稳定性和切削效率。.该控制方法使切削系统具有智能性，不但克服刀具工件耦合性强带来的切削稳定性难于控制的难题，而且能够利用刀具工件耦合性改善切削稳定性。并且可以克服切削加工中时变因素和干扰对切削稳定性的影响，提高加工系统柔性化和自动化水平。