题目：高速数控加工中铣刀动态特性及其对表面质量影响的仿真研究

摘要为了获得更高的生产效率、加工精度和可靠性，未来的加工设备将向高速系统方向发展。为了满足最终用户要求的生产效率和实际需求，机床系统和主轴系统的工艺性和切削性能都需要得到优化。本论文采用基于有限元方法的性能仿真技术，对高速加工中的高速铣刀的动态性能进行了仿真研究，包括高速铣刀的模态分析和在不同切削条件下的频率响应分析等。为了研究铣刀在加工过程中的振动和变形情况以及研究所加工工件的表面粗糙度，建立了铣刀的多种几何模型和仿真模型。工件材料和切削参数对铣刀在切削过程中的受力状态有着直接影响，铣刀在工作时始终处于某种受迫振动状态。本论文重点研究了高速铣刀在不同切削参数(不同受迫振动)情况下的动态特性，获得了能够定量避免颤振和定量预测表面加工质量的新的切削稳定域和曲线。通过大量的有限元仿真计算，分析和研究了振动条件下各切削参数对工件表面质量的影响规律。以表面粗糙度为优化目标，对高速加工中使用的切削参数（切削深度、切削宽度、主轴转速和进给量）进行了分析与优化。