基于切比雪夫理论的模态域耦合（TMDC）方法用于预测微工具尖端的动态行为

《CIRP Annals》：Tchebychev-based modal-domain coupling (TMDC) for prediction of microtool-tip dynamics

　　

O. Burak Ozdoganlar|Shivang Shekhar|Alec Vucsko|Kadir Kiran|Bekir Bediz

摘要

在微加工中，准确模拟刀尖动态对于预测加工稳定性至关重要。频域耦合方法由于矩阵求逆和旋转频率响应函数（FRF）的有限差分近似而会放大测量噪声。我们提出了一种基于切比雪夫理论的模态域耦合（TMDC）方法：该方法使用切比雪夫基表示测量的主轴-工件模态形状，通过谱微分计算斜率，结合基于切比雪夫理论的刀尖动态模型，并确保模态坐标之间的兼容性。通过在两个超高速主轴上的验证，TMDC方法与实测FRF结果在15 kHz频率范围内保持一致，同时避免了使用电抗耦合子结构分析（RCSA）时出现的人为反共振现象。随后利用预测的刀尖电抗值来预测两种微端铣刀的加工稳定性。