五轴机床在航空航天领域大型曲面零件加工中应用极其广泛,其高速、高精度和大材料去除率的加工特点对加工稳定性提出了很高要求,影响五轴机床铣削稳定性的主要问题是切削颤振。通过对一台转摆头五轴机床进行动力学性能测试,对比分析主轴系统在不同位置和转摆头在不同姿态下刀尖点的频响特性,得出刀尖点频响特性随位置的演变规律。以频域法构建切削稳定性叶瓣图,得到极限切深的位置演变规律。研究结果为五轴机床切削参数的优化提供了参考。

外圆车削加工TC4钛合金过程中,再生型颤振会在工件表面留下不规则的振纹,严重影响了钛合金的表面加工质量。考虑外圆车削动力学参数的影响,建立了外圆车削TC4钛合金再生型颤振动力学模型。在KDN数控车床上进行动力学参数识别试验,将试验结果代入所建模型解析解中,利用MATLAB软件绘制外圆车削稳定性叶瓣图并得到外圆车削加工TC4钛合金的极限切削深度为0.5532 mm。进行外圆车削试验,对试验结果进行时域分析以及粗糙度分析。试验结果表明:当切削深度小于0.5532 mm时,无论转速取何值,车削都相对稳定;当切削深度大于0.5532 mm,但与转速构成的点位于叶瓣图曲线下方时,其振幅平均值、粗糙度较小,与前者相差不大,车削稳定;当切削深度与转速构成的点位于叶瓣图曲线上方时,与叶瓣图曲线下方相同转速的点对比,其振幅平均值增大了1倍左右,粗糙度值增大了31%...

针对铣削加工过程中产生的振动现象,提出了一种Hamming线性多步法（HAMM）来预测铣削加工过程中的稳定性.考虑再生颤振的铣削加工动力学方程可以表示为时滞线性微分方程,将刀齿周期划分为自由振动阶段和强迫振动阶段,对强迫振动阶段进行离散,运用HAMM方法构建状态传递矩阵,利用Floquet理论,判定系统的稳定性,获得系统的稳定性叶瓣图.Matlab软件仿真结果表明,HAMM方法是预测铣削稳定性的一种有效方法.随着离散数的增加,HAMM方法的收敛速度要快于一阶半离散法（1st-SDM）和二阶全离散法（2nd-FDM）,离散数较少的HAMM方法能达到和离散数较多的1st-SDM方法和2nd-FDM方法的局部离散误差.此外,在单自由度和双自由度动力学模型下,由三种方法的稳定性叶瓣图可以看出,HAMM方法预测铣削稳定性的精度均好于1st-SDM方法和2nd-FDM方法,计算效率远远高于1st-SDM方法和2nd-FDM方...

针对薄壁零件加工过程中的颤振现象,考虑刀具和工件的动态耦合特性,建立多自由度铣削颤振模型,并针对刀具和壁板类薄壁工件进行模态实验,获取相对传递函数,采用解析法（ZO A）绘制了颤振稳定性叶瓣图。通过对比仅考虑刀具或工件的动态特性,最终得到薄壁件多自由度系统稳定性极限预测模型。该模型精确绘制了薄壁件铣削稳定性叶瓣图,对以后的生产加工提供指导。