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第一章 绪论 1

1—1振动的类型 1

一、自由振动 1

二、强迫振动 1

三、自激振动 1

1—2振动的来源和振动的利弊 1

一、由机床部件引起的振动 1

二、由机床外部引起的振动 2

三、振动的利弊 2

1—3颤振的种类 2

一、振型耦合 3

二、再生效应 3

三、切削力随切削速度的上升而下降的特性 3

1—4颤振的理论分析 7

第二章 颤振理论基础 8

2—1引言 8

2—2机床结构动态特性分析 9

2—3振动对切削条件的影响 9

2—4稳定阈的确定 12

一、情况一：切削力增量的切削厚度变化与切入率变化两者都沿稳态切削力方向 13

二、情况二：dps作用方向与切削力相同，dpr平行于x的方向 15

三、情况三：考虑转速变化的情况 16

2—5无条件稳定状态的确定 16

一、再生颤振 16

二、振型耦合 18

2—6特殊情况——单自由度系统的稳定性 18

2—7稳定性图 22

2—8实际动柔度轨迹的确定 26

2—9激振方向之间的夹角为任意时实际响应的确定 27

第三章 品质系数（CoM） 31

3—1摇臂钻床的品质系数 31

3—2卧式铣床的品质系数 32

3—3三台卧式铣床的相对动态评价 35

一、试验所用的机床 35

二、品质曲线的理论确定方法 35

三、相对品质曲线的实验验证 40

四、实验测定稳定性图 40

五、 切削系数ZcK1和C的计算 42

附注一、各个模态的振动主轴方位的影响 44

附注二、颤振发生的测定 46

第四章 机床结构的动态试验技术 47

4—1引言 47

4—2正弦激振技术 48

一、激振 49

二、力的测量 55

三、振动的测量 56

4—3频率响应测量系统 57

一、基本手调系统 57

二、用于电磁激振器的半自动系统 57

三、自动响应测量系统 57

4—4 随机力激振 61

4—5冲击试验技术 62

第五章 机床的减振 64

5—1引言 64

5—2重新安排振动主轴的方位 67

一、改变振动主轴的方位 67

二、改变刀具的方位 67

5—3增加等效静刚度 68

5—4增加等效阻尼 69

5—5被动的和主动的吸振器 70

一、被动吸振器 71

二、主动吸振器 79

第六章 分析动态切削力的各种方法的评述 84

6—1引言 84

6—2动态切削系数的确定 86

6—3 Das和Tobias的方法 86

一、造波切削 89

二、去波切削 90

三、再生切削情况下切削力的增量 91

四、机床结构的动态性能 92

五、稳定性极限的预测 92

第七章 稳定直角切削过程的量纲分析 94

7—1引言 94

7—2量纲分析 94

一、基本理论模型 94

二、确定切削厚度比和切削力比的函数关系 97

7—3应用所建立的模型来分析己发表的切削数据 106

一、切削厚度比P和前角之间的关系 107

二、对应于积屑瘤消失的切削厚度S和切削速度V之间的关系 109

三、切削厚度比P与参数SVn之间的关系 109

7—4材料的切削加工剪应力 110

附注、Oxley等人提出的模型与本试验结果的比较 111

第八章 由稳态切削数据确定动态切削系数 114

8—1引言 114

8—2稳定切削过程的基本理论模型 115

8—3动态切削过程的基本理论模型 116

8—4增量系数n1、n2、n3、 m1、mn2和m3的计算 120

8—5理论模型的实验验证 121

一、确定稳态切削系数 121

二、确定动态切削系数 122

三、验证所预测的切削力动态变化 123

附注一、剪切角和切削力变化的极座标表达式 129

附注二、关于颤振的一般理论的解析模型 130

第九章 车床动态验收试验 132

9—1直接响应轨迹和交叉响应轨迹的测量 132

一、试验所用的机床 133

二、试验条件 133

9—2装有悬臂工件时的动态特性 133

一、改变工件重量的影响 133

二、改变激振轴向位置的影响 138

9—3试件支持在卡盘和活顶尖上 140

一、改变试件重量的影响 140

二、顶尖与工件之间推力变化的影响 142

第十章 直角切削时车床的稳定性 144

10—1引言 144

10—2机床稳定性的预测 144

一、直接和交叉动柔度轨迹的测定 144

二、实验的机床 145

三、试验条件 145

四、谐波响应轨迹 145

五、实际动柔度与品质系数 146

10—3稳定性图的试验验证 148

第十一章 机床颤振的统计理论 152

11—1引言 152

11—2颤振的统计理论 153

一、统计的实际动柔度 153

二、推导统计稳定性阈 155

三、统计的品质系数 156

11—3试验研究及其与理论的相关性 157

一、试验设备 157

二、试验结果及其计算 158

11—4试验结果的讨论与结论 164

附注、公式推导 165

第十二章 颤振的非线性理论 170

12—1引言 170

12—2稳态颤振条件的推导 170

一、机床结构的数学表达式 170

二、切削力的表达式 171

三、运动方程推导 171

四、运动方程的解 172

12—3机床系统的稳定性图 173

一、稳态颤振方程的解 174

二、线性和非线性颤振稳定性图 175

三、颤振频率变化 177

四、特殊情况 177

12—4试验结果 179

一、端面铣削颤振 179

二、卧式铣床颤振试验 181

三、车床试验 181

第十三章 外圆、内圆和平面磨床的自激振动 183

13—1引言 183

13—2磨削颤振理论基础 184

一、磨削结构的动态响应 184

二、磨削力 185

三、方程的求解 185

13—3磨削颤振的试验研究 187

一、前人工作的回顾 187

二、对前人工作的评述 190

第十四章 无心磨床的自激振动 194

14—1引言 194

14—2无心磨床自激颤振的理论基础 196

一、机床结构 196

二、磨削力 198

三、方程的求解 198

14—3无心磨削的颤振试验研究 200

一、前人工作的回顾 200

二、对前人工作的评论 200

第十五章 磨床的减振 201

15—1减少磨削颤振的实际措施 201

一、在生产过程中减少磨床的颤振 201

二、在设计阶段减少磨削颤振 206

15—2减少磨削过程中强迫振动的实际措施 209

一、在生产中减少强迫振动 209

二、在设计阶段减少磨床强迫振动 212

习题 214

实验 220

附录Ⅰ元件与系统的动柔度 225

一、简单系统的直接动柔度 225

二、由一个座标联结的两个子系统的直接动柔度 227

三、附加上一个间接系统对直接动柔度的影响 229

四、用两个座标联结起来的系统的动柔度 231

五、关于测力仪的动态误差校正 231

附录Ⅱ 数据处理 234

Ⅱ—1连续函数的频谱分析 234

一、付里叶变换 234

二、有限付里叶变换 234

三、泄漏现象 235

四、窗函数的选择 236

五、功率谱密度函数 238

六、平均 239

七、时域平均 241

八、互谱密度函数 241

九、相干函数 243

十、频率响应函数 244

十一、结构的频率响应函数 246

Ⅱ—2数字频谱分析 247

一、数字化 247

二、动态范围 248

三、采样频率与频混 249

四、数字付里叶分析 250

五、频率分辨力 251

附录Ⅲ 机床动态试验条件的选择 253

Ⅲ—1引言 253

Ⅲ—2实际响应的确定 253

Ⅲ—3影响钻床动态性能的若干因素 254

一、钻床主轴箱的位置 254

二、平衡重的影响 254

三、摇臂钻床试验条件要点 255

Ⅲ—4影响车床动态性能的因素 255

一、有、无顶尖时的性能 255

二、沿试件轴向的激振位置 255

三、试件重量对动态性能的影响 256

四、车床试验条件要点 256

Ⅲ—5影响卧式铣床动态性能的因素 257

一、工件在工作台上位置的影响 257

二、不同铣刀重量对悬臂模态的影响 257

三、不同尺寸工件对工作台模态的影响 258

四、悬臂螺钉夹紧程度的影响 258

五、卧式铣床试验条件要点 258

英中名词对照表 259

英制公制单位换算表 261

参考文献 262