金属的铣削颤振过程是铣床、铣刀与加工零件间形成的复杂非线性动力学行为,其颤振产生的原因主要是由动态切削厚度变化引起的再生颤振,属于自激振动。这种振动使刀具与工件的相对位置发生改变,降低加工表面的精度与铣削效率。本文在颤振研究现有理论的基础上,通过对铣削过程中动态铣削力的推导,建立了非线性动力学颤振模型,并通过实验方法对该模型部分推导结果进行了验证,本文主要进行的研究内容和研究成果有以下几个方面:1)根据推导出的动态铣削力,建立位移反馈引起的铣削颤振物理模型,得到了非线性铣削力耦合下的二自由度时滞微分方程。通过求解该方程的特征值,分析系统零平衡点处的稳定性,并由此得到平衡点附近临界时滞的表达式。运用多尺度法,求解该方程的近似解析解,通过数值解检验了该解析解的正确性。2)根据建立的二自由度时滞微分方程,利用半离散法数值计算出系统的稳定性极限图,并讨论了系统的特征值与发生分叉的关系。通过对颤振方程进行Simulink仿真,对动态铣削过程进行了数值模拟,观察到不同铣削参数下的位移、加速度信号的变化曲线,直观反映了动态铣削过程,并与得到的稳定性极限图相吻合。3)通过实验研究方法,分别观察到平稳铣削和发生颤振时的实验现象,并分析了其产生的机理。研究了转速、切深、切宽等参数变化对铣削稳定性的影响,并将实验现象与前文的理论分析结果相比较,验证了相关结论在实际铣削过程中的正确性。而且在实验中发现了一些新的铣削颤振问题,本文对这些问题进行了分析和总结,对于今后改进理论模型和实际加工中选择铣削用量,减振抑振具有指导意义。