基于三阶牛顿–埃尔米特插值全离散法的铣削稳定性预测

作者：黄超; 杨文安^*; 黄久超; 解菲菲; 杨有成

来源：航空制造技术, 2021, 64(08): 92-101.

DOI：10.16080/j.issn1671-833x.2021.08.092

• 三阶牛顿插值
• 三阶埃尔米特插值
• 全离散法
• 稳定性分析
• 叶瓣图

铣削加工过程中的颤振通常会导致加工零件表面质量差、刀具磨损加剧,甚至会降低数控机床寿命。针对基于再生颤振理论构建的铣削动力学模型,提出了一种三阶牛顿–埃尔米特插值全离散法来预测铣削稳定性。考虑再生颤振的动态铣削过程可以表示为时滞微分方程组,运用三阶牛顿插值多项式和三阶埃尔米特插值多项式分别对积分项中的状态项和时滞项进行拟合,从而推导出转移矩阵。利用Floquet理论判断系统的稳定性,进而获得铣削稳定性叶瓣图。大量仿真结果表明,所提出方法的收敛速度要快于一阶全离散法(1stFDM)和改进三阶全离散法(3rdUFDM)。在离散数相同情况下,文中方法的局部离散误差最小。此外,在单自由度动力学模型下,文中方法的计算效率不仅高于1stFDM和3rdUFDM,而且预测精度远好于1stFDM,稍好于3rdUFDM。通过切削试验数据表明,所提出的方法可高效准确地预测铣削稳定性。

• 单位
  上海航天精密机械研究所; 南京航空航天大学