在传统的精密和超精密加工过程中,依靠提高机床部件的精度来提高加工精度已十分困难,而且加工过程中产生的误差很难被消除。可以采用普通数控机床作为大行程的宏量进给机构,配合微量进给机构实现刀具的精确微小位移,并在加工过程中对加工误差做出相应补偿。这样的宏微复合进给系统能够保证在高分辨率的条件下尽可能的增加行程。 本课题采用的基于稀土超磁致伸缩材料致动器的二维微量进给刀架是复合进给系统的核心部件,其位移精度高,频率范围宽,响应速度快,动态特性好,在振动切削和颤振抑制领域有很好的应用价值。 课题首先介绍了复合进给系统的原理与构成,重点介绍了基于稀土超磁致伸缩材料的二维微量进给机构的机械结构和控制方式,并通过实验对其进行了性能分析。接着分析了再生型颤振机理,建立机床切削理论模型并对切削和颤振过程进行了计算机仿真。 课题建立了基于复合进给系统的振动切削实验平台,并通过切削实验验证了振动切削改善加工表面质量,减轻机床切削系统振动现象。 课题还对基于复合进给系统的颤振抑制方法进行了深入研究。在建立了机床振动信号采集系统的基础上进行切削颤振实验,得出切削系统易于发生颤振的条件,随即给微量进给刀架加上适当的振动信号,观测到切削系统在时域、频域和现象上均已趋于稳定,这表明切削颤振被完全抑制。