柔性工件金属切削机床加工中的2 DOF模型

来源：机床与液压杂志2022年第13期北京时间：

作者：宋新，冯东栋

单位：黄河水利职业技术学院机械工程学院；河南大学软件学院

摘要：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。

关键词：柔性工件;车削;颤振;模态耦合;2 DOF模型

基金资助：河南省高等学校科学研究计划项目（20A180018）