金属切削机理及其过程控制

本书主要基于金属切削理论和控制理论，初步探讨金属切削机理及其过程控制基本规律。主要研究内容包括: 表面织构刀具切削机理；超声振动金属切削机理；切屑卷曲与断裂机理研究；金属切削过程动力学建模及振动影响规律；铣削系统模型跟踪颤振控制等。本书可作为机械类专业研究生学习的教材或教辅，也可以作为工程技术人员学习的参考书。

本书主要基于金属切削理论和控制理论，探讨金属切削机理及其过程控制基本规律。主要内容包括：切削力与切削温度；有限元基础理论；表面织构形式对刀具切削性能影响的研究；超声振动金属切削机理研究；切屑卷曲与折断机理研究；金属切削振动理论及颤振机理研究；铣削系统模型跟踪颤振抑制等。本书可供从事切削理论研究的科技人员、机械科学与工程及其相关专业的师生阅读参考。

王大中，男，1966年出生，2005年和2008年分别取得日本山形大学工学硕士和工学博士学位。先后在中国石油吉林化学工业公司、吉林工业职业技术学院、日本山形大学等单位从事机械设计、教学、科研工作，2009年留学归国进入上海工程技术大学从事金属切削与控制等方面的教学和科研工作。现为国际电子工程师协会（ IEEE）会员、上海市自动化学会会员。近年来围绕切削控制等领域发表多篇学术论文。

第1章 绪论
1.1 研究现状和发展趋势
1.1.1 金属切削机理研究现状
1.1.2 切削颤振系统建模研究现状
1.1.3 切削颤振机理及其主动控制
1.2 本书主要内容
参考文献
第2章 切削力与切削温度
2.1 引言
2.2 切削力
2.2.1 切削力学模型
2.2.2 切削变形程度
2.3 切削温度
2.3.1 切削热的产生与传播
2.3.2 切削温度与切屑能量
2.4 刀具的磨损与破损
2.4.1 刀具磨损理论
2.4.2 刀具破损机理
参考文献
第3章 有限元基础理论
3.1 金属切削模型
3.1.1 材料模型
3.1.2 几何模型
3.1.3 摩擦模型
3.2 金属切削有限元方法
3.2.1 有限元方法
3.2.2 有限元建模
3.2.3 有限元软件
3.3 有限元仿真中的切屑分离准则
3.3.1 几何分离准则
3.3.2 物理分离准则
3.3.3 刀屑间的摩擦特性
参考文献
第4章 表面织构形式对刀具切削性能影响的研究
4.1 引言
4.2 刀具表面织构切削性能研究
4.2.1 刀具表面织构形状设计
4.2.2 表面织构刀具有限元建模
4.2.3 表面织构刀具切削仿真研究
4.2.4 表面织构形状对切屑弯曲程度影响分析
4.3 表面织构结构对刀具切削性能影响的研究
4.3.1 表面织构宽度
4.3.2 表面织构深度
4.3.3 表面织构间距
4.4 基于田口法的正交实验分析
4.4.1 田口法
4.4.2 实验研究
4.4.3 切削力和切削温度的信噪比
4.4.4 切削力和切削温度方差分析
4.4.5 优化参数的预测
参考文献
第5章 超声振动金属切削机理研究
5.1 引言
5.2 超声振动切削基本理论
5.2.1 超声振动切削系统的构成
5.2.2 单向超声振动切削机理和运动学特性
5.2.3 椭圆超声振动切削机理和运动学特性
5.3 钛合金普通切削规律研究
5.3.1 有限元仿真建模与实验研究
5.3.2 积屑瘤的形成规律
5.3.3 切削力变化规律研究
5.3.4 温度场变化规律分析
5.3.5 应力场和应变场
5.4 钛合金超声振动切削力特性研究
5.4.1 超声振动切削对积屑瘤的影响规律研究
5.4.2 切削力变化规律研究
5.5 钛合金超声振动切削过程中应力与温度特性研究
5.5.1 应力场变化规律分析
5.5.2 温度场变化规律研究
参考文献
第6章 切屑卷曲与折断机理研究
6.1 引言
6.2 切屑卷曲机理研究
6.2.1 切屑的类型及其变化规律
6.2.2 切屑卷曲有限元仿真研究
6.3 切屑折断机理研究
6.3.1 切屑折断的有限元仿真研究
6.3.2 刀具结构断屑性能研究
参考文献
第7章 金属切削振动理论及颤振机理研究
7.1 引言
7.2 金属切削横向振动机理研究
7.2.1 横向振动理论分析
7.2.2 横向振动响应仿真研究
7.2.3 切削正交实验研究
7.3 金属切削纵向振动机理研究
7.3.1 纵向自由振动分析
7.3.2 纵向振动响应分析
7.3.3 综合振动响应分析
7.3.4 模态分析
参考文献
第8章 铣削系统模型跟踪颤振抑制
8.1 引言
8.2 一般非线性时滞模型跟踪控制系统
8.2.1 一般非线性时滞控制系统设计
8.2.2 系统内部稳定性
8.3 时滞LPV铣削过程的颤振控制
8.3.1 时滞LPV铣削系统
8.3.2 时滞LPV系统状态空间
8.3.3 时滞LPV系统仿真研究
参考文献
附录
附录A |pE-As(σ)|的推导
附录B 引理1的证明
附录C 引理3的证明