随着产品的微小型化发展趋势,微尺度零件在生物医学以及航空航天等领域的应用越来越广泛,使得微切削技术成为近年来的研究热点。加工过程中,颤振是制约高效微切削的重要因素,而切削过程中的过程阻尼效应可以抑制颤振的产生。在低速切削区域,过程阻尼效应对临界切削深度和系统稳定性的影响尤为显著。针对刀具的颤振问题,建立考虑过程阻尼影响的微切削加工动力学模型,通过稳定性叶瓣图来预测微切削加工过程中的稳定性,并选择合适的切削条件对镍基合金、钛合金进行高效切削。本文对微切削过程中的过程阻尼进行研究分析,主要研究工作和结论如下:(1)微切削加工过程阻尼模型的建立。建立单自由度再生颤振微切削加工动力学模型。对于切削过程中的非线性自激颤振问题,分别建立了未考虑过程阻尼的微切削加工动力学模型、线性过程阻尼微切削加工动力学模型、非线性过程阻尼微切削加工动力学模型以及考虑振纹影响的微切削加工动力学模型。(2)不同过程阻尼模型的微切削稳定性分析。对微切削颤振稳定性模型的参数进行单一变量探究,并分析其变化对微切削系统稳定性的影响。在未考虑过程阻尼影响的微切削颤振稳定性模型中,临界切削宽度对系统稳定性的影响尤为显著。在线性过程阻尼的微切削颤振稳定性模型中,适当增大切削刃刀尖半径,会使切削力和压痕区域面积变大,进而产生的过程阻尼力变大,系统稳定性增加,同时对应的叶瓣图的稳定区域也变大。同样地,适当增大刀具后角和材料分离角,也会影响系统的稳定性。在非线性过程阻尼的微切削颤振稳定性模型中,适当增大刀具后角,会使刀具后刀面与工件表面之间的干涉区域面积减少,摩擦力也减少,因此过程阻尼力减小,系统的稳定性降低,同时对应的叶瓣图的稳定区域也变小。同样地,当改变刀具负前角和极限环振幅等变量的大小,也会影响系统的稳定性。在考虑振纹影响的过程阻尼微切削颤振稳定性模型中,适当增大颤振频率,会导致振纹斜率增大,波长变短,压痕面积增大,系统稳定性增加,同时对应的叶瓣图中的稳定区域也变大。同样地,改变切削速度和颤振振幅等变量大小,也会影响系统的稳定性。将上述四种不同的过程阻尼模型的微切削稳定性叶瓣图进行对比分析,发现在低速切削区域,与未考虑过程阻尼的微切削模型相比,考虑过程阻尼的微切削模型的稳定性叶瓣图的稳定区域更大,并且考虑的过程阻尼因素较多时,会增加微切削模型的准确性。(3)微切削加工中颤振稳定域的实验验证。通过颤振时域图和功率谱图的变化规律,判断微切削区域点的颤振稳定性。实验结果验证了上述微切削模型求解方法及其稳定性分析的正确性。