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第一章 机床结构动态特性分析1

1.1 机床结构动力学模型1

1.1.1 集中参数模型2

1.1.2 分布质量梁模型4

1.1.3 有限单元模型6

1.2 机床振动特性分析8

1.2.1 单自由度系统的振动特性9

1.2.2 多自由度系统的振动特性20

1.3 物理系统的输入输出关系27

1.3.1 常系数线性系统27

1.3.2 系统对平稳随机信号的响应31

1.3.3 系统对瞬态信号的响应34

1.4 系统识别的时序分析方法36

1.4.1 系统的数学模型37

1.4.2 系统识别与ARMA模型38

1.5 用激振法确定机床结构动态特性41

1.5.1 机床结构动柔度表示法41

1.5.2 机床结构动态特性实验分析42

1.5.3 机床结构有效动柔度实验分析51

1.5.4 用绝对激振法确定机床动柔度55

1.5.5 等效系统常数的确定58

1.6 机床结构动态特性试验技术60

1.6.1 激振试验技术60

1.6.2 切削试验技术64

1.6.3 在线识别技术67

1.6.4 模型试验技术69

第二章 切削颤振基本理论70

2.1 切削颤振的基本概念70

2.2 再生型颤振73

2.2.1 再生颤振形成过程73

2.2.2 再生效应机理分析74

2.2.3 多重再生效应85

2.3 再生颤振的振纹分析89

2.4 重叠系数及其时变特性99

2.5 振型耦合效应102

2.5.1 形成椭圆封闭轨迹的条件105

2.5.2 幅值和相位差角对椭圆曲线的影响106

2.6 振型耦合对再生效应的影响107

2.7 受迫振动引起的切削颤振108

2.7.1 位移干扰型切削颤振109

2.7.2 外力干扰型切削颤振113

2.8 切削颤振的非线性分析120

2.8.1 切削过程的非线性因素120

2.8.2 双频颤振与颤振的非线性分叉特性129

2.8.3 时变切削过程颤振的时序分析133

第三章 切削过程动态特性分析139

3.1 动态切削过程的特点139

3.2.1 动态切削力的来源142

3.2 动态切削力分析142

3.2.2 动态切削力的频域识别144

3.3 切削动刚度的复数表达式147

3.3.1 切入效应与切入力147

3.3.2 切削动刚度的复数表达式149

3.3.3 主振型方向上的切削动刚度151

3.3.4 再生振动的低速稳定性效应154

3.4 影响切削动刚度的因素155

3.4.1 刀具切削刃钝圆半径的影响156

3.4.2 后刀面与加工表面干扰的影响159

3.4.3 刀具磨损的影响161

3.4.4 前后角变化的影响164

3.5 切削动刚度的实验研究方法165

3.5.1 动态切削试验原理165

3.5.2 激振法求切削动刚度168

3.5.3 时间序列分析切削动刚度179

第四章 切削过程稳定性分析185

4.1 切削过程稳定性概念185

4.2 切削动力学模型及其传递函数188

4.2.1 早期的切削动力学模型及其传递函数189

4.2.2 新近的切削动力学模型及其传递函数192

4.2.3 变切削宽度条件下的切削动力学模型及其传递函数196

4.3 再生颤振的稳定性判据198

4.4.1 重叠系数对稳定性的影响204

4.4 影响再生颤振稳定性的因素204

4.4.2 切削刚度系数为复数对稳定性的影响207

4.4.3 内外调制相位差角对稳定性的影响210

4.5 多自由度加工系统的稳定性图217

4.6 振型耦合的稳定性判据225

4.7 非线性切削过程的稳定性分析229

4.8 切削过程稳定性的实验研究236

4.9 磨削过程稳定性判据242

4.9.1 磨削颤振特点242

4.9.2 磨削加工系统框图247

4.9.3 磨削过程稳定性判据249

5.1 切削过程振动诊断方法252

第五章 切削颤振抑制技术及在线监控252

5.2 生产中常用的抑振措施与方法254

5.2.1 合理选用切削用量和刀具角度254

5.2.2 改变机床结构主振型方向259

5.2.3 其他措施261

5.3 跟踪动态切削力原理的消振方法261

5.4 变速切削抑制再生颤振267

5.4.1 变速切削抑制再生颤振原理267

5.4.2 影响变速切削抑振效果的因素269

5.5 金属切削颤振的在线监控272

5.5.1 切削颤振的特征量分析273

5.5.2 切削颤振预兆的在线识别278

5.5.3 切削颤振的在线监控281

参考文献284