第1章  緒論

1.1  研究現狀和發展趨勢

1.1.1  金屬切削機理研究現狀

1.1.2  切削顫振繫統建模研究現狀

1.1.3  切削顫振機理及其主動控制

1.2  本書主要內容

參考文獻

第2章  切削力與切削溫度

2.1  引言

2.2  切削力

2.2.1  切削力學模型

2.2.2  切削變形程度

2.3  切削溫度

2.3.1  切削熱的產生與傳播

2.3.2  切削溫度與切屑能量

2.4  刀具的磨損與破損

2.4.1  刀具磨損理論

2.4.2  刀具破損機理

參考文獻

第3章 

3.1  金屬切削模型

3.1.1  材料模型

3.1.2  幾何模型

3.1.3  摩擦模型

3.2  金屬切方法

3.2.1 方法

3.2.2 建模

3.2.3 軟件

3.3 仿真中的切屑分離準則

3.3.1  幾何分離準則

3.3.2  物理分離準則

3.3.3  刀屑間的摩擦特性

參考文獻

第4章  表面織構形式對刀具切削性能影響的研究

4.1  引言

4.2  刀具表面織構切削性能研究

4.2.1  刀具表面織構形狀設計

4.2.2  表面織構刀建模

4.2.3  表面織構刀具切削仿真研究

4.2.4  表面織構形狀對切屑彎曲程度影響分析

4.3  表面織構結構對刀具切削性能影響的研究

4.3.1  表面織構寬度

4.3.2  表面織構深度

4.3.3  表面織構間距

4.4  基於田口法的正交實驗分析

4.4.1  田口法

4.4.2  實驗研究

4.4.3  切削力和切削溫度的信噪比

4.4.4  切削力和切削溫度方差分析

4.4.5  優化參數的預測

參考文獻

第5章  超聲振動金屬切削機理研究

5.1  引言

5.2  超聲振動切削基本理論

5.2.1  超聲振動切削繫統的構成

5.2.2  單向超聲振動切削機理和運動學特性

5.2.3  橢圓超聲振動切削機理和運動學特性

5.3  鈦合金普通切削規律研究

5.3.1 仿真建模與實驗研究

5.3.2  積屑瘤的形成規律

5.3.3  切削力變化規律研究

5.3.4  溫度場變化規律分析

5.3.5  應力場和應變場

5.4  鈦合金超聲振動切削力特性研究

5.4.1  超聲振動切削對積屑瘤的影響規律研究

5.4.2  切削力變化規律研究

5.5  鈦合金超聲振動切削過程中應力與溫度特性研究

5.5.1  應力場變化規律分析

5.5.2  溫度場變化規律研究

參考文獻

第6章  切屑卷曲與折斷機理研究

6.1  引言

6.2  切屑卷曲機理研究

6.2.1  切屑的類型及其變化規律

6.2.2  切屑卷仿真研究

6.3  切屑折斷機理研究

6.3.1  切屑折斷仿真研究

6.3.2  刀具結構斷屑性能研究

參考文獻

第7章  金屬切削振動理論及顫振機理研究

7.1  引言

7.2  金屬切削橫向振動機理研究

7.2.1  橫向振動理論分析

7.2.2  橫向振動響應仿真研究

7.2.3  切削正交實驗研究

7.3  金屬切削縱向振動機理研究

7.3.1  縱向自由振動分析

7.3.2  縱向振動響應分析

7.3.3  綜合振動響應分析

7.3.4  模態分析

參考文獻

第8章  銑削繫統模型跟蹤顫振抑制

8.1  引言

8.2  一般非線性時滯模型跟蹤控制繫統

8.2.1  一般非線性時滯控制繫統設計

8.2.2  繫統內部穩定性

8.3  時滯LPV銑削過程的顫振控制

8.3.1  時滯LPV銑削繫統

8.3.2  時滯LPV繫統狀態空間

8.3.3  時滯LPV繫統仿真研究

參考文獻

附錄

附錄A|pEAs(σ)|的推導

附錄B引理1的證明

附錄C引理3的證明

金屬切削過程是一個非常復雜的彈塑性變形過程，涉及彈性力學、塑性力學、斷裂力學等多學科，采用傳統解析方法很難對切削機理進行定量研究，需要借助數值仿真技術，特別是基法開展對切削機理的研究。目前，采仿真已能解決金屬成形的仿真相關問題，隨分析軟件的不斷發展和成熟，對金屬切削過程的研究已經從單因素實驗進入到多因素實驗，從簡單的靜態觀測進入到復雜的動態觀測，從宏觀研究過渡到微觀研究。切削加工顫振是影響加工效率和質量的重要因素，時滯型顫振因受時滯因素影響，給顫振產生與傳遞機理研究和主動控制研究帶來難度。
本書綜合作者多年從事金屬切削的理論研究成果，借鋻本領域大量國內外文獻資料，闡述近年來作者所在科研團隊在本領域的研究成果。全書由8章構成，其中第1章至第3章屬切削基本理論介紹，第4至第5章是金屬切削機理研究範疇，第6章至第8章探討切削振動及過程控制理論與實踐規律。各章簡要內容為： 第1章是全書的緒論，主要回顧金屬切削機理研究現狀、切削顫振繫統建模研究現狀，總結金屬切削理論成果及存在的不足，展望切削顫振機理及其主動控制研究趨勢，闡述本書理論研究的基本問題； 第2章對切削力學模型進行了分析，對切削溫度分布、刀具磨損規律進行了綜述； 第3章總結金屬切削過程幾何模型的發展歷程，進行金屬切理論基本問題的探討，形成本研究的理論基礎； 第4章分析表面織構刀具在金屬切削過程中切削力、切削溫度和應力分布情況的變化特點，並從切屑的角度分析表面織構刀具在切削過程中的作用； 第5章針對分離型單向和橢圓超聲振動特點，分析其切削機理和刀具軌跡，闡述方法的思想並利軟件建立仿真模型，選定適用於鈦合金切削的材料本構模型、材料斷裂模型、切屑分離準則、熱傳導模型及摩擦模型等進行論述； 第6章討論了切屑卷曲與折斷機理，利仿真與實驗相結合的方法，探討切屑卷曲與折斷的機理與控制方法； 第7章基於橫向及縱向振動理論建立合理的工件切削過程模型，通過理論分析與實驗相結合的方法，定量研究細長軸車削時的彎曲變形及振幅的影響因素，尋求減小振動變形的方法； 第8章提出銑削模型跟蹤控制繫統設計方法，有效抑制銑削加工繫統顫振，改善工件表面質量。
在本書成稿過程中有幸得到國內外同行的大力支持。特別感謝上海交通大學陳明教授、廣東工業大學王成勇教授、浙江工業大學袁巨龍教授、東北大學朱立達教授、日本山形大學大久保重範教授等給予的大力幫助。團隊成員魯燕、印佳慧、張嘉嘉、孔超、魏磊、姜浪浪、林靖朋、王鵬、陳飛陽、龐康、範麗穎、遲英昊等研究生做了大量的工作，在此一並致謝。上海工程技術大學特別提供了學術專著出版基金，使得本書得以順利出版。
本書可作為高校和科研院所機械科學與工程及相關專業的教材或參考書使用，也可供從事相關領域研究的廣大工程技術人員閱讀參考。因編寫時間倉促，錯訛之處在所難免，敬請各位專家和讀者批評指正。

作者

2020年3月