基于改进完全离散化法铣削系统稳定性研究

来源：机械工程学报杂志2023年第15期北京时间：

作者：刘春景, 唐敦兵, 陈兴强, 魏天路

单位：1. 蚌埠学院机械与车辆工程学院 蚌埠 233030;2. 南京航空航天大学机电学院 南京 210016

摘要：颤振是影响铣削质量和切削效率的重要因素之一。为提高铣削颤振预测精度,提出一种改进的完全离散化方法(U-FDM),基于二阶Lagrange多项式对刀具-工件铣削动力学系统时滞微分方程的延迟项和状态项进行数值迭代,根据Floquet原理构建出了高精度的颤振稳定域叶瓣图。单自由度特征值收敛特性分析表明,当离散化间隔数大于50时,二阶完全离散化方法(2-FDM)与一阶完全离散化方法(1-FDM)的收敛速度基本相同,U-FDM收敛特性最优;经叶瓣图对比分析可知,改进的完全离散化方法具有较高的拟合精度,计算效率相比半离散方法(SDM)单自由度和两自由度分别提升了70.6%和64.9%。通过试验获取铣削加工响应信号进行时域、频域和同步采样分析,结果表明所提铣削动力学模型和U-FDM算法是有效的,为叶瓣图指导实际加工奠定了基础。

关键词：铣削动力学,颤振,时滞,完全离散化法,稳定域叶瓣图；

基金资助：江苏省重点研发计划资助项目(BE2021091)