外圆磨削非线性动力学模型与实验验证

作     者：封超 张金峰 许芝令 王保义 FENG Chao;ZHANG Jinfeng;XU Zhiling;WANG Baoyi

作者机构：山东科技大学工程实训中心山东青岛266590 山东科技大学机电工程学院山东青岛266590 青岛海空压力容器有限公司山东青岛266000 济南重工集团有限公司山东济南250100 

出 版 物：《制造技术与机床》 (Manufacturing Technology & Machine Tool)

年 卷 期：2024年第1期

页      面：67-72页

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目“复合材料镗杆高速切削系统非线性再生颤振与稳定性”(11672166) 中国博士后科学基金“可植入多晶材料微构件介微观跨尺度铣削加工机理研究”(2016M5922165) 

主　　题：外圆磨削 动力学模型 参数稳定图 时域响应图 特征值位置图 

摘      要：磨削颤振是磨削过程中砂轮与工件之间产生的强烈振动,它的存在降低了被加工工件的表面质量,加速了砂轮磨损,因此研究磨削系统的稳定性是解决颤振现象发生的关键。首先依据外圆磨削动力学宏观结构建立非线性动力学微观模型,并推导出非线性动力学方程,利用Faddeev算法,对非线性动力学方程进行线性化处理计算出系统特征值,并进行稳定性预测,得出影响磨削稳定性的因素;然后以进给速度和砂轮长度为例使用Matlab绘制出各因素不同取值时的稳定区域图,并研究各参数在状态变化转折点所对应的时域响应图和特征值位置图,发现进给速度从10 mm/min提高到12 mm/min时磨削过程从不稳定转变为稳定状态,砂轮长度从12 mm增大到14 mm时磨削过程从稳定转变为不稳定状态;对稳定图、时域响应图和特征值位置图三者进行对比,发现得到的结论一致,证明模型的正确性。