柔性工件金属切削机床加工中的2 DOF模型

简介

针对细长轴工件车削过程中的颤振抑制问题,提出一种可在状态空间域中分析柔性工件金属切削过程的2 DOF模型。对端面车削操作中细长轴工件的模态解耦效应进行分析,并在状态空间中对该2 DOF模型进行理论分析,得出由切削过程和工件形成的系统特征值解析式。对系统稳定性进行分析,确定无颤振的条件,并通过模型仿真,得到系统固有频率与切削速度的函数关系。在CNC数控车床上对细长轴工件加工进行实际测试。结果表明:对于初始直径为38.2 mm的C45钢制细长轴工件,在相同切削条件下,仿真和实测的频率均收敛到792.8 Hz,且最低切削速度为105 m/min,验证了该模型的有效性。该模型可用于更准确地预测细长轴工件加工的稳定极限,进而有效地预防颤振发生。