高速铣削内阻尼刀具-主轴系统动态特性研究

"高速铣削内阻尼刀具-主轴系统的动态特性，王玉松，唐委校，宋清华，吕宏卿，国家自然科学基金资助，高等学校博士学科点专项科研基金支持" 这篇论文探讨了高速铣削过程中内阻尼刀具-主轴系统的动态特性，该系统对于数控加工中心的安全性和效率具有决定性影响。高速铣削是一种精密的金属切削工艺，其中刀具和主轴系统的工作状态尤为关键。在高速旋转条件下，尤其是在超临界转速区域，刀具与刀柄结合面的微小滑移会产生结构内阻尼，这种阻尼现象对系统的行为产生了显著影响。 论文首先建立了考虑内阻尼、陀螺效应以及主轴转速等多种因素的动力学模型。陀螺效应是指高速旋转物体由于自身的角动量导致的抵抗外部力矩的效果，它在高速铣削中对刀具稳定性有重要影响。主轴转速则是决定系统动态响应的关键参数，不同的转速会改变系统的振动特性。 利用Matlab进行数值分析，论文得出了不同内外阻尼比例和主轴转速条件下的系统频响函数、幅频曲线、相频曲线、极点图和坎贝尔图。这些图表提供了系统动态行为的直观展示，有助于理解系统在各种工况下的响应。例如，频响函数可以揭示系统对不同频率输入的反应，而极点图和坎贝尔图则揭示了系统的稳定性特征和潜在的共振点。 通过这些深入的分析，论文为高速铣削刀具-主轴系统的优化设计和控制策略提供了理论依据，以确保系统的稳定高效运行。关键词包括高速铣削、刀具-主轴系统、内阻尼和动态特性，表明这是针对复杂机械系统动力学和振动控制领域的重要研究。 这篇论文为理解和改善高速铣削过程中的动态性能提供了新的视角，对提高数控加工精度和设备寿命具有实际意义。通过深入研究内阻尼的影响，可以减少振动，提高加工质量，并可能减少由于刀具颤振导致的生产停机时间，从而提升整体生产效率。