考虑铣削路径变化的平面薄壁件动态特性建模

姜颢天，靳 刚，阎 兵，李文硕

（天津职业技术师范大学机械工程学院，天津 300222）

薄壁件具有质量轻、结构紧凑、节约材料、强度高等诸多优点，已被广泛应用于航空航天等工业制造领域[1-2]。但是，薄壁件的加工过程中产生的铣削力会产生较大的变形和震颤[3-4]，导致国内目前只能采用保守的加工参数，且难以获得较好的质量[5]。平面薄壁件在加工过程中，切削点一直变化且不同切削点的动态特性不同，随着薄壁件的结构变化，整体的轻量化和工件形状越来越复杂[6]。研究平面薄壁件的不同切削点动态特性的变化规律，可以对薄壁件加工产生的振动进行有效地预测。

Shi 等[7]针对铣刀和工件的相对位置对薄壁件动态响应的影响，优化约束阻尼结构的参数以抑制薄壁件外层铣削过程中的加工振动的问题，提出了带有约束阻尼结构的薄壁件外层在动态切削力作用下的动力学方程。石佳昊[8]采用结构阻尼替代阻尼比的方式，分析了阻尼对系统动态特性的影响。Ren 等[9-10]在考虑薄壁铣削过程的动态特性的条件下，发现对于每阶模态，临界切割深度与振型的平方成反比。张广鹏等[11]对机床的整机动态特性进行了建模，实验结果表明应用均质梁、集中质量和结合部单元方法可以快速、准确地预测机床的动态特性。乔丕忠等[12]针对复合材料薄壁梁，构建了其本构关系，并对现有理论存在的问题进行了总结，根据不同方法得到控制微分方程并给出了相应的解析方法，对薄壁梁的稳定性问题进行了归纳。……