非線性結構介面剛性與製程參數之判別及其對刀具頻率響應函數與銑削穩定性之影響

目前學、業界所預測之銑削加工穩定葉瓣圖大以刀具線性結構動態響應為分析基礎。從實驗室、工業應用經驗及近期文獻發現：結構與製程參數存在強非線性因子，其深受穩態銑削力、刀具振動量值及結構/製程界面摩擦效應之影響。因此本計畫探討此二非線性因子之判別，建立實際切削負載下之非線性刀具頻率響應函數，以能獲得考慮實際加工負載之精確穩定圖。 計畫第一年建立穩態銑削力負載下之非線性刀尖頻率響應函數。經由實驗在不同加工負載及轉速下求得系統各次結構介面剛性與阻尼的位移-頻率關係圖。根據次結構撓度耦合分析結合主軸、刀把、刀具線性元件及非線性剛性及阻尼介面參數判別非線性刀尖頻率響應函數，利用CONCERTO方法判認非線性刀尖主模態參數。 第二年考慮因製程犁切效應對加工中非線性刀尖頻率響應之影響。來自刀底的摩擦阻尼效應透過非線性反饋迴路概念以諧波平衡法獲得摩擦力與位移之關係，並探討其在穩態振動下對主模態刀尖頻率響應的影響。此外主持人實驗室首次發現刀側黏滯製程阻尼在高徑深加工下同時增加結構模態剛性及阻尼，產生經實驗確認具額外穩定區之Z字形穩定圖。將以高階半離散法及零階解析模式探討刀尖模態參數及剪、犁切參數對Z形穩定圖定性與定量特徵之影響，並建立判別模式以從實驗Z形穩定圖獲得實際加工中之動態切向犁切常數。