分段線性剛度能量阱及在端銑加工中的分析*

李浩田，王海芳，李凌軒，陳曉哲

(東北大學秦皇島分校控制工程學院，秦皇島 066004)

0 引言

端銑加工中，刀具的振動會增大誤差，嚴重時甚至會損壞機床。目前，減少刀具振動的主要方法是限制主軸轉速，背吃刀量，進給速度等加工參數。托貝斯[1]研究了不同種類機床加工時的振動。ALTINTAS[2]研究了切削力和加工參數的關系。單文桃、鄔舟平、雷濤等[3-5]研究了加工中機床主軸的穩定性。TLUSTY 、廖伯瑜等[6-7]研究了不同機床在加工中的模態。但是限制加工參數會帶來一些問題，如：降低加工效率、加工成本提升等。故考慮用動力吸振器來進行端銑加工的制振。

動力吸振器可以被分為三類：被動型動力吸振器，半主動型動力吸振器，主動型動力吸振器。當動力吸振器的固有頻率和主系統的激勵頻率相近時，動力吸振器的制振效果才能達到最優。張震坤、郎君、賈富淳等[8-10]做了此方面的研究。非線性剛度能量阱本質上是一種被動型動力吸振器。但是它的剛度可以隨位移改變。因此其具有簡單的結構和帶寬制振能力。YAO等[11-12]將能量阱分為兩類：接地能量阱和不接地能量阱。對于端銑制振，優先選用接地能量阱，因為能量阱的參數在很大程度上影響整體剛度矩陣的特征值，進而影響刀具端點的振動。背戶一登等[13]發現了可以優化動力吸振器參數的定點原理。

端銑加工中會出現不同的主軸轉速，機床的結構也比較特殊。這要求安裝在機床上的動力吸振器要具備對刀具端點的帶寬制振能力且結構簡單。……