随着现代化制造业的快速发展,人们对于机床的加工性能要求也不断增加。而机床加工过程中的颤振现象极大地影响了加工的质量和效率,制约着我国机床加工技术的发展。实现高速铣削稳定加工避免颤振的发生是现代制造业研究领域的重点之一,也是我国制造业技术达到国际化水准的必要条件。本文以铣削加工颤振为研究对象,基于铣削加工的加工特性,建立铣削系统的动力学模型,解析了铣削颤振稳定性极限图的构建方法;通过实验研究的方法获得了铣削系统的铣削力系数和模态属性;结合Matlab程序语言绘制了与铣削用量(主轴转速、轴向切深)相关的颤振稳定域图;探讨了模态参数和铣削用量对于铣削稳定性极限图的影响规律,为铣削加工工艺参数的优化选择提供指导意见。具体研究内容如下:首先,基于铣削加工特性建立了“刀具-工件”系统的动力学模型,分析了铣削动态切削力和切削厚度之间的关系,并且基于颤振理论解析了颤振稳定性极值的估计办法。其次,基于铣削力系数与铣削力的数学模型,采用二次多项式回归方程描述了两者之间的函数关系;针对选定的铣削系统,进行了铣削力系数的辨识实验,获得了系统的铣削力系数;分析了各铣削用量对于铣削力系数的影响关系。再次,对铣削系统进行了锤击试验,获得了刀具和工件的各项模态参数。利用ANSYS仿真软件对不同几何参数的刀具和不同几何尺寸的工件进行模态仿真,通过对比分析论述了刀具和工件的几何结构参数对于模态参数的影响。最后,结合Matlab程序语言绘制了与铣削用量(主轴转速、轴向切深)相关的铣削颤振稳定域图。通过单因素对比试验,具体分析了模态参数(固有频率、模态刚度、阻尼比)和铣削参数(径向切深)对颤振稳定域图的影响。依据颤振稳定性域图开展铣削验证试验,在绝对稳定区、有条件稳定区和颤振区分别取合适的铣削参数进行铣削加工试验,通过表面质量和振动信号来评判颤振的发生情况,验证了颤振稳定域图的准确性和实用性。本文的研究成果为铣削加工过程中的工艺参数优化提供了指导意见,可以有效地避免铣削颤振的发生,改善铣削加工工件的表面质量,提高了加工的效率。