深孔钻削是一种具有较高加工精度的加工技术,被广泛应用于航空航天、核电管板等重要零部件的生产制造。深孔钻削中,刀具系统的非平稳振动是影响深孔加工质量和效率的重要因素。涡振是深孔刀具系统非平稳振动形式之一,刀具系统涡振会导致加工出多边形孔,造成深孔圆度、尺寸精度等超差,进而造成深孔加工质量不合格。所以开展深孔钻削中刀具系统涡振状态在线检测方法研究,是实时抑制涡振振动,提高深孔加工质量和效率的迫切需要。因此,本文研究基于刀具系统振动信号的深孔钻削刀具系统涡振在线检测问题,提出了基于双树复小波和统计量特征的检测方法。建立BTA深孔加工过程振动信号数据采集系统。以45#钢为试验件,搭建了 BTA深孔钻削实验平台,开展了深孔钻削实验,采集钻削过程中钻杆的振动信号,利用三坐标测量机进行了深孔圆度误差的测量,将包含涡振信息的振动信号作为后续研究的数据基础。介绍了小波变换及双树复小波变换的原理,构建多组仿真信号研究了双树复小波变换与小波变换的混频特性、平移不变性及信噪比特性的差异,通过仿真信号证明双树复小波变换具有更好的振动信号分解能力。分析了时域、频域和时频域统计量特征指标的算法和意义,为后续进行涡振特征提取和检测指标选择提供依据。针对刀具系统振动信号中包含的涡振特征信息受环境噪声、固有振动以及工频振动等干扰的问题,提出了基于双树复小波变换的涡振特征提取方法;针对涡振特征指标构造问题,比较评价了多个时频域统计量特征对涡振状态的敏感度,优选了均方差和能量比统计量特征作为涡振检测指标。提出了基于双树复小波变换和统计量特征的深孔刀具系统涡振检测方法,并通过实验数据验证了该检测方法的有效性。基于MATLAB平台开发了深孔钻削刀具系统涡振在线监测系统,该系统可以实时显示刀具系统振动信号及其频谱,具备在线监测刀具系统加工状态,涡振状态实时报警以及历史数据查询等功能。通过实验验证该系统能够较为及时的检测出刀具系统的涡振现象,为深孔零件的加工提供了保障。