作为一种高效的切削加工方式,铣削加工的应用范围极广。无论是粗加工、精加工,亦或是被广泛应用于在航空、航天、和汽车制造等领域,铣削加工都随处可见。然而在铣削加工过程中,由于加工系统本身特性所引起的切削颤振会对铣削加工的质量和效率造成严重影响。颤振是指发生在切削过程中的由加工系统本身特性所引起的自激振动现象,无论是,颤振直接影响零件的表面的加工质量、损坏刀齿或机床主轴,亦或是刀具刀齿、机床主轴,颤振都会对其造成严重影响。避免发生颤振最有效的方法是根据颤振稳定性叶瓣图来选择切削参数。本文提出了一种预测颤振稳定性的新方法,该方法采用铣削过程时域仿真数据,通过一种新的时域稳定性判别方法来实现稳定性叶瓣图的预测。其主要研究内容如下为实现无颤振铣削,最有效的方法是对切削过程进行动力学建模并对其进行求解判稳,绘制颤振稳定性叶瓣图,并从中选取参数,从而实现无颤振铣削。在所有求解方法中,数值求解法的预测精度最高,但是数值求解法的判据通用性较差,因此需要对此进行改进。本文拟针对切削过程动力学微分方程求解方法,切削信号颤振稳定性判别方法以及基于Matlab GUI的用户图形界面设计展开研究,其主要内容如下:首先,考虑铣削过程中的再生效应,建立铣削过程动力学模型微分方程,在此基础上,运用变步长龙格-库塔法对铣削过程动力学微分方程进行求解,获得切削力与刀尖振幅等时域信号,并比较了两种求解方法的差异,并再通过仿真实例对变步长龙格-库塔法的求解结果进行了验证。其次,为了解决时域稳定性判据的通用性的问题,分别运用Rényi熵、Shannon熵以及Sevick维数等三种方法对稳定切削阶段的切削信号以及颤振信号进行检测分析,判断其是否能能否及时准确地判断颤振对颤振做出判断,上述三种时域判断方法进行分析对比,选择最为合适的方法作为颤振稳定性判据,并确定了颤振发生的阈值。基于Matlab平台开发了铣削过程颤振稳定性时域仿真界面,绘制了颤振稳定性叶瓣图,实现铣削过程颤振稳定性的准确预测。最后,进行了颤振验证试验,将试验结果与仿真结果对比,进行锤击试验和切削力系数辨识试验获取仿真所需的机床-刀具模态参数以及切削力系数。将切削实验的结果与所绘制的颤振稳定性叶瓣图进行对比,验证了本文所提出时域稳定性求解方法及其稳定性判据的准确性,所选取颤振判别方法的可行性以及阈值的准确性。