机床的切削效率往往不是由机床的功率、机床所能承受的最大载荷所决定,而是由机床切削时发生自激振动的条件所决定。这是因为切削过程的自激振动,破坏了切削过程的稳定性,不仅不能满足加工质量的要求,而且切削也难以继续进行。为保证必要的工件加工质量,有时不得不降低切削用量,致使机床和刀具的切削性能得不到充分发挥,严重地限制了机械加工生产效率的提高。因此,研究机床的稳定性对其运转状态进行监测,及时发现切削加工不稳定状态具有重要的意义。本文在对国内外研究现状进行了广泛调查的基础上,对数控车床的加工颤振问题进行了理论和实验研究。 在理论方面首先从简单弹性元件悬臂梁的研究开始,一方面对悬臂梁的各种振型进行了仿真,另一方面实测了悬臂梁的振动信号,达到了搭建实验平台、识别简单系统振动信号的目的;机床稳定性研究从理论分析着手,对机床加工系统的主要参数对稳定性极限的影响进行了计算机仿真;在实验研究中,采用了动态切削的方法对加工系统的切削刚度k_c进行了识别;在研究颤振极限的试验中,采用时变切削深度的方法,验证了随着颤振发生,振动波形的频率呈现窄带分布的特征,为进一步开展颤振早期识别奠定了基础。 本文的研究工作对于数控设备故障检测中排除由于机床使用不当产生的运转状态偏离稳定加工状态的检测和提高机床使用效率有实际应用价值。