切削颤振是指在无周期外力作用下,发生在切削过程中因加工系统本身特性所引起的一种自激振动现象,它严重影响切削加工的质量与效率。当切削刀具在扭转方向刚性较弱时,切削颤振不仅发生在横向上,而且也会发生的扭转方向上,进而导致在圆角部位产生明显的振动纹路。因此,建立考虑扭转振动的切削动力学模型,实现高效无颤振切削意义重大。本文拟对考虑扭转振动的铣削动力学建模及仿真技术开展理论与试验研究,其主要内容如下:首先,介绍了常规二自由度铣削动力学建模过程及其经典的解析、半离散求解方法,在程序上实现了常规二自由度铣削稳定性预测,为后续研究奠定了基础。其次,采用有限元分析方法对铣刀进行了模态分析,获得了立铣刀的固有频率与振型。在此基础上,通过将铣削系统简化为三自由度振动系统(两个横向振动、一个扭转振动),推导出了其动力学模型,采用改进的半离散法对动力学模型进行了求解。基于动力学建模成果,在Matlab平台上,采用GUI界面实现了考虑扭转振动的铣削稳定性预测。借助于所开发动力学仿真系统,分析了模态参数改变对铣削稳定性的影响,得出了一些对实际工程应用有指导意义的结论。最后,进行了颤振稳定域验证试验,证实了所建模型及仿真程序的正确性。