Multiple-delay modulation for suppressing micro-milling chatter

Li, Yan

doi:10.1016/j.ijmecsci.2026.111927

Multiple-delay modulation for suppressing micro-milling chatter

2026-08-01

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DOI：10.1016/j.ijmecsci.2026.111927

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现有利用压电执行器的颤振抑制方法在微铣削中面临显著局限性，因为它们通常需要复杂的多个执行器配置、用于刀具状态监测的额外传感器，或对主轴本身的改动。为解决这些限制，本研究提出了一种采用单个压电执行器的主动颤振抑制方法，该方法简化了集成并增强了与空间受限的微铣削条件的兼容性。通过产生与每齿进给量匹配的进给方向位移，执行器破坏了微铣削的单延迟结构，引入多个时间延迟以扩展稳定切削区域。一个关键挑战在于，旋转刀具与在执行器激励下振动的工件之间的耦合，导致初始接触位置不确定和延迟交互可变。为确保在这些条件下的可控抑制，专门设计了一种正弦调制轨迹。通过精确控制每个调制周期中正/负半波的持续时间比和幅值，系统确保了与初始接触状态无关的鲁棒多延迟调制，从而保证了工件振动轨迹与刀具齿啮合之间的稳定同步。提出了一种开环系统以实现预设的工件振动轨迹。因此，微铣削动力学被表述为一个调制的多延迟颤振问题，并通过稳定性叶瓣图（SLDs）对其稳定性进行了后续分析。为提高计算效率，提出了一种结合贝叶斯方法与方向因子剪枝的优化算法，用于求解SLDs。多项微铣削试验验证了该方法的有效性。

Keyword:

Micro-milling

Stability

Chatter

Multiple-delay

Piezoelectric actuation

Sinusoidal modulation trajectory

Multiple-delay modulation for suppressing micro-milling chatter

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