题目：数控机床切削参数优化器研究开发

为了给高性能数控加工中的切削参数选取提供科学的指导依据，本文以相关算法的研究为基础，开发了一款既具备基于切削过程物理仿真的离线优化功能，又具备基于切削过程实时监测的在线优化功能的切削参数优化软硬件系统，即“数控机床切削参数优化器”。

论文中的离线优化功能以铣削过程的力学建模方法为基础。本文通过系统地比较几种典型的切削力模型，选择出了平均切削力系数模型和瞬时指数切屑厚度模型为最有效的模型，并对这两种模型提出了一套通用的切削力系数实验辨识算法。之后，本文给出了可输出通用螺旋立铣刀的动态铣削力、工艺系统振动和加工后表面形貌等物理量的铣削过程时域动力学仿真算法的流程和细节，同时整理了频域内的颤振稳定域仿真算法。以时域和频域仿真算法为基础，本文建立了在给定的动力学约束下搜索最优切削参数组合的“切削参数优化”算法和生成满足全部约束条件的切削参数可行区域的“切削参数优化区域”算法。为了实现离线优化功能，本文开发了基于动力学仿真的切削参数优化软件e-Cutting: Optimizer。

论文中的在线优化功能以切削颤振在线监测与抑制为主题，选择了切削噪声信号和主轴振动加速度信号作为监测的对象，建立了频谱分析法与波形不规则系数法并行使用的颤振在线辨识方案，提出了将刀齿通过频率向颤振频率的分频匹配的主轴转速在线优化策略。为了实现在线优化功能，本文搭建了用于颤振在线监测的硬件系统并开发了相应的软件程序。

通过在实验室和工业现场的实际应用，本文所开发的切削参数优化器得到了全面而系统的验证。在实验室条件下，本文所提出的通用切削力系数辨识算法、基于动力学仿真的切削参数优化算法和基于切削噪声信号的颤振辨识算法得到了验证。在合作企业的车间现场条件下，通过十余组切削参数的优化计算与现场试切，本文开发的切削参数优化器被证明具有较强的工程实用价值。