顫振是金屬切削過程中刀具與工件之間產(chǎn)生的相對(duì)振動(dòng)，涉及顫振機(jī)理、顫振監(jiān)測(cè)（預(yù)測(cè)）和顫振抑制等。超聲振動(dòng)車削結(jié)合了常規(guī)車削工藝與超聲振動(dòng)，可將超聲振動(dòng)施加在刀具上，以實(shí)現(xiàn)更佳的切削性能和加工表面質(zhì)量。本書主要以再生型車削顫振機(jī)理為依據(jù)，針對(duì)TC4鈦合金和6061鋁合金，以刀具系統(tǒng)為振動(dòng)系統(tǒng)并對(duì)其進(jìn)行線性及非線性建模，運(yùn)用穩(wěn)定性葉瓣圖方法，介紹再生型車削顫振機(jī)理，超聲振動(dòng)車削系統(tǒng)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)平臺(tái)搭建，徑向、軸向超聲振動(dòng)車削以及基于時(shí)滯影響的顫振監(jiān)測(cè)等。本書還涉及了超聲振動(dòng)車削表面粗糙度預(yù)測(cè)及參數(shù)優(yōu)化等問題。
本書可供金屬切削加工領(lǐng)域的技術(shù)人員參考，也可作為相關(guān)領(lǐng)域科研人員和機(jī)械工程類專業(yè)研究生的參考書。
第1章 緒論 001
1.1 車削顫振及超聲振動(dòng)車削 001
1.2 車削再生型顫振穩(wěn)定性預(yù)測(cè) 002
1.2.1 車削再生型顫振穩(wěn)定性預(yù)測(cè)方法 002
1.2.2 SLD顫振穩(wěn)定性極限預(yù)測(cè) 003
1.3 車削再生型顫振監(jiān)測(cè) 005
1.3.1 不同傳感器的顫振監(jiān)測(cè)方法 006
1.3.2 信號(hào)分析與特征提取 007
1.3.3 顫振分類識(shí)別方法 009
1.4 車削再生型顫振抑制研究 010
1.5 車削顫振抑制利器——超聲振動(dòng)車削 012
1.5.1 超聲振動(dòng)車削現(xiàn)狀 013
1.5.2 一維超聲直線振動(dòng)車削 016
1.5.3 多維超聲振動(dòng)車削 017
1.5.4 超聲振動(dòng)車削與表面粗糙度預(yù)測(cè) 019
1.5.5 超聲振動(dòng)車削與參數(shù)優(yōu)化 021
第2章 再生型車削顫振機(jī)理 023
2.1 車削中的振動(dòng) 023
2.1.1 車削加工過程中振動(dòng)的分類 023
2.1.2 切削顫振的分類 024
2.2 車削再生型顫振模型分析 026
2.2.1 單自由度線性再生型顫振模型 026
2.2.2 單自由度非線性再生型顫振模型 029
2.2.3 線性分析與非線性分析的不同 031
2.2.4 SLD法穩(wěn)定性葉瓣圖 032
第3章 超聲振動(dòng)車削系統(tǒng)設(shè)計(jì) 035
3.1 超聲振動(dòng)車削分類 035
3.2 超聲振動(dòng)車削系統(tǒng) 037
3.2.1 超聲振動(dòng)車削系統(tǒng)的組成 037
3.2.2 超聲振動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 038
3.3 超聲車刀刀桿設(shè)計(jì) 041
3.3.1 振動(dòng)車刀刀桿數(shù)學(xué)建模 041
3.3.2 振動(dòng)刀桿仿真分析 042
3.4 徑向超聲振動(dòng)車削裝置安裝設(shè)計(jì) 046
第4章 徑向超聲振動(dòng)車削TC4鈦合金 048
4.1 徑向超聲振動(dòng)車削機(jī)理 048
4.2 徑向車削TC4鈦合金顫振穩(wěn)定性極限影響因素分析 050
4.2.1 徑向車削TC4鈦合金顫振穩(wěn)定性極限影響因素正交試驗(yàn) 050
4.2.2 試驗(yàn)結(jié)果分析 052
4.3 主振系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的識(shí)別 055
4.3.1 主振系統(tǒng)刀桿阻尼比識(shí)別 055
4.3.2 刀桿固有頻率及靜剛度系數(shù)識(shí)別 057
4.4 車削TC4鈦合金顫振穩(wěn)定性葉瓣圖 058
4.5 車削TC4鈦合金穩(wěn)定性試驗(yàn) 059
4.5.1 時(shí)域分析 059
4.5.2 工件表面粗糙度分析 060
4.6 徑向振動(dòng)車削TC4鈦合金有限元仿真 063
4.6.1 TC4鈦合金外圓車削有限元建模 063
4.6.2 仿真方案設(shè)計(jì) 066
4.6.3 仿真結(jié)果分析 067
4.7 徑向超聲振動(dòng)車削對(duì)比試驗(yàn) 076
4.7.1 試驗(yàn)方法 076
4.7.2 常規(guī)- 徑向振動(dòng)車削TC4鈦合金正交試驗(yàn) 076
4.7.3 正交試驗(yàn)結(jié)果分析 079
第5章 軸向超聲振動(dòng)車削6061鋁合金 092
5.1 軸向超聲振動(dòng)車削機(jī)理 092
5.1.1 軸向超聲振動(dòng)車削加工軌跡模型 092
5.1.2 軸向超聲振動(dòng)理論表面殘余高度模型 098
5.2 軸向超聲振動(dòng)車刀刀桿設(shè)計(jì) 099
5.2.1 軸向超聲振動(dòng)車刀刀桿數(shù)學(xué)建模 099
5.2.2 振動(dòng)刀桿模態(tài)分析 100
5.2.3 振動(dòng)刀桿諧響應(yīng)分析 102
5.2.4 軸向超聲振動(dòng)系統(tǒng)的組成 105
5.3 鋁合金軸向超聲振動(dòng)車削有限元仿真 106
5.3.1 車削6061鋁合金有限元模型 107
5.3.2 仿真參數(shù)設(shè)置 108
5.3.3 仿真結(jié)果分析 109
5.3.4 軸向超聲振動(dòng)車削性能仿真分析 120
5.4 鋁合金軸向超聲振動(dòng)車削試驗(yàn) 126
5.4.1 試驗(yàn)平臺(tái)的搭建 127
5.4.2 試驗(yàn)方案 129
5.4.3 試驗(yàn)結(jié)果分析 131
5.5 鋁合金軸向超聲振動(dòng)車削表面粗糙度預(yù)測(cè)及切削參數(shù)優(yōu)化 139
5.5.1 表面粗糙度預(yù)測(cè)方法 139
5.5.2 基于多元回歸法的表面粗糙度預(yù)測(cè)模型 140
5.5.3 基于指數(shù)函數(shù)法的表面粗糙度預(yù)測(cè)模型 141
5.5.4 軸向超聲振動(dòng)車削表面粗糙度預(yù)測(cè)模型驗(yàn)證 143
5.5.5 分離型與不分離型軸向超聲振動(dòng)切削參數(shù)優(yōu)化 146
第6章 基于時(shí)滯影響的再生型顫振監(jiān)測(cè)及超聲振動(dòng)車削抑制 150
6.1 基于時(shí)滯影響的穩(wěn)定性預(yù)測(cè)研究 150
6.1.1 再生型切削顫振系統(tǒng)建模 150
6.1.2 穩(wěn)定性葉瓣圖 152
6.1.3 再生型切削顫振系統(tǒng)時(shí)滯性微分方程 157
6.1.4 時(shí)滯對(duì)切削顫振的影響仿真及結(jié)果 158
6.1.5 時(shí)滯對(duì)切削顫振的影響試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析 162
6.2 TC4鈦合金車削顫振監(jiān)測(cè) 165
6.2.1 支持向量機(jī)最優(yōu)分類超平面算法 166
6.2.2 特征向量提取方法——小波包變換 167
6.2.3 訓(xùn)練顫振監(jiān)測(cè)分類器 168
6.2.4 顫振監(jiān)測(cè)分類器試驗(yàn)驗(yàn)證 174
6.3 TC4鈦合金車削顫振抑制 177
6.3.1 鈦合金車削有限元建模 177
6.3.2 超聲振動(dòng)切削仿真結(jié)果及其分析 181
6.3.3 超聲振動(dòng)車削試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析 186
6.4 TC4鈦合金車削顫振監(jiān)測(cè)與抑制系統(tǒng)構(gòu)建 191
6.4.1 車削顫振監(jiān)測(cè)及抑制試驗(yàn)設(shè)計(jì) 191
6.4.2 外圓切削顫振穩(wěn)定性極限預(yù)測(cè)系統(tǒng) 193
6.4.3 切削顫振監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 195
6.4.4 變時(shí)滯切削試驗(yàn)設(shè)計(jì) 198
附錄 204
參考文獻(xiàn) 208
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