李欣博士答辩

教学动态

发布时间:2015-05-27浏览次数:1381作者:来源:机电学院供图:审核:

答辩博士：李欣

指导教师：李亮教授

论文题目：铣削加工时滞及过程阻尼效应研究

答辩委员会：

主席：孙庆鸿教授/博导东南大学

委员：李迎　教授/博导南京理工大学

黄　翔教授/博导南京航空航天大学

岳林教授/博导南京航空航天大学

傅玉灿教授/博导南京航空航天大学

曲宁松教授/博导南京航空航天大学

李亮教授/博导南京航空航天大学

秘书：杨长勇副教授/硕导南京航空航天大学

答辩时间：2015年5月29日09:30-12:00

地点：南航明故宫校区A15-B327

学位论文简介：

论文就铣削加工的时滞效应和过程阻尼效应对系统稳定性的影响及颤振抑制技术进行了研究，主要研究工作如下：

1）剖析铣削颤振产生的物理本质，揭示出时滞效应对铣削系统刚度、阻尼的影响。结合劳斯判据，指出铣削颤振发生的根源以及不同失稳方式的作用机理，据此给出了铣刀不等齿间距和变速切削参数的优化准则及快速获取方法。

2）研究钛合金等难加工材料铣削加工时，后刀面与表面振纹干涉产生的过程阻尼效应。分析了过程阻尼效应的形成机理，给出了干涉发生条件以及影响过程阻尼的主要因素。

3）建立了考虑过程阻尼效应、刀具跳出工件等非线性因素，能够较为细致地反映实际加工过程的铣削动力学模型，给出了颤振稳定性分析流程。通过计算和实验对模型的有效性进行了验证。

4）依据过程阻尼作用机理，设计减振后角，能够有效抑制钛合金铣削颤振，提高过程阻尼作用的速度范围，提高加工效率及表面加工质量。

5）将过程阻尼理论推广应用到钛合金薄壁件的铣削加工之中。针对薄壁件铣削的特点，建立考虑过程阻尼得非线性因素的薄壁件铣削动力学模型。该模型的准确性由铣削实验予以验证。

主要创新点如下：

1）针对二自由度铣削再生颤振的时滞微分方程，提出一种颤振稳定阈判定新方法，通过将时滞效应转化为附加刚度阻尼项，直观揭示了不同失稳方式的动力学本质。基于颤振产生的机制，指出不等齿距刀和变速切削是通过改变时滞，消除附加阻尼项来抑制颤振，并分别给出了不等齿距和变速参数的优化函数。

2）针对后刀面与工件表面振纹干涉产生的过程阻尼效应，提出了包含过程阻尼、刀具脱离工件等非线性因素，并能计算瞬时切削厚度和压入面积的非线性铣削动力学模型，给出了颤振稳定性分析流程。试验结果表明基于过程阻尼机理设计的减振后角，能够有效扩大稳定区域，抑制颤振，改善表面加工质量，验证了模型的准确性。

3）将过程阻尼理论应用到钛合金薄壁件的铣削加工之中。针对薄壁件铣削的特点，建立考虑过程阻尼效应等非线性因素的薄壁件铣削动力学模型。该模型能准确地预测出因过程阻尼效应而增加的稳定区域，并应用设计减振后角铣刀的钛合金薄壁铣削试验进行了验证，对难加工材料弱刚性工件加工颤振抑制具有重要的参考价值。