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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—3Das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