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薄壁铣削颤振抑制研究综述:策略、机制与应用

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    1.文章导读

    近期,聚焦航空航天复杂薄壁构件铣削加工过程易失稳、精度易失控的关键难题,大连理工大学孙玉文教授课题组联合香港城市大学刘军教授团队在《极端制造(英文)》(International Journal of Extreme Manufacturing)上发表了题为《A review of chatter suppression in thin-wall milling: strategies, mechanisms, and applications》的综述文章,文章系统总结了薄壁件颤振抑制技术的重要研究进展,梳理了各类抑振方法的作用机理、特点及适用场景,并提出了未来的发展方向,为弱刚性薄壁构件高质高效加工技术的发展提供了重要参考。

    2. 图文解析(创新研究/研究亮点/研究进展)

    如图2所示,本文系统综述了薄壁铣削过程中颤振抑制技术的研究进展,首先分析了薄壁铣削动力学系统的位置依赖、多重再生、非线性等特点,强调了薄壁件颤振抑制的难点。在此基础上,系统介绍了被动、主动及半主动三类抑制方法的设计思路与实际应用。重点介绍了刚度增强和被动阻尼抑振技术,并对它们的作用效果、工作带宽等进行了系统评估与对比。同时,对主动与半主动抑振系统的构成、作用方式进行了深入探讨,特别强调了控制算法在提升系统鲁棒性与工况适应能力的关键作用。最后,围绕现阶段的技术瓶颈,展望了未来薄壁铣削颤振抑制的发展方向,提出了构建集成化、智能化、信息化抑振系统的发展思路。本文为薄壁件抑振策略的选择、系统设计与优化提供了理论支撑和实践参考。

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    图2 薄壁铣削颤振抑制技术综述

    3. 总结与展望

    未来的研究将聚焦于建立集机床-刀具-工件-夹具全要素的多尺度、多物理场耦合动力学模型,借助智能材料、结构拓扑优化等手段,实现抑振装置的集成化、轻量化与模块化设计,进一步融合智能传感器、自感知执行器与深度学习算法,构建具备状态感知、稳定性预报与自主决策能力的智能化颤振控制系统,最终形成高保真数字孪生平台,通过虚实系统间的双向映射与实时交互,实现对薄壁构件加工过程的动态建模、智能控制与振动调节,为弱刚性薄壁构件的高效高稳定加工提供系统化技术支撑。

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    图3 薄壁铣削颤振抑制的未来展望与发展方向

     

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