随着精密制造业的快速发展和技术的不断进步,以高精度和高效率见长的高速镗削技术在机械加工领域得到了广泛应用,高速旋转复合材料镗杆应运而生。用复合材料镗杆替代金属制造镗杆的优越性体现在:它具有高静态刚度和高阻尼以及非常高的比刚度,能同时提高包括镗杆在内的机床结构的动态刚度和基本固有频率,可用于深孔高速加工。然而,由于复合材料镗杆具有较高的阻尼,研究材料内阻对旋转复合材料镗杆的动力学与稳定性的影响,势在必行。因此,本文以考虑材料内阻的复合材料镗杆为研究对象,围绕复合材料镗杆切削系统进行建模和稳定性分析,具有重要的理论和实际意义。本文基于Hamilton原理和Bernoulli-Euler梁理论,提出一个具有一端固定、一端自由边界条件的复合材料镗杆的连续分布参数动力学分析模型。并且在模型中引入复合材料的阻尼特性。采用Galerkin法对复数形式的弯曲振动方程进行求解,导出复合材料镗杆的特征方程。通过数值计算得到固有频率、阻尼和动刚度随铺层角的变化曲线,分析铺层角、铺层方式以及长径比的影响;并且得到复合材料镗杆固有频率-转速曲线和阻尼-转速曲线,分析铺层角和长径比的影响。引入锥度参数,建立了复合材料锥形镗杆的动力学模型。在导出复合材料镗杆的特征方程的基础上,通过数值计算得到了复合材料镗杆的固有频率和阻尼。研究了纤维铺层角、长径比以及锥度的影响;同时得到复合材料镗杆临界转速-锥度变化曲线和失稳阈-锥度变化曲线,研究纤维铺层角、长径比的影响,揭示了锥度、纤维铺层角和长径比对临界转速和失稳阈的影响。在Altintas等人的颤振模型的基础上,通过引入复合材料镗杆的旋转陀螺效应,建立镗削颤振系统的线性再生时滞型动力学分析模型。根据切削参数和机床振动系统的动力学参数,采用复合材料镗杆的弯曲振动方程,获得具有陀螺效应的切削系统的传递函数,进而建立极限切削深度的计算公式。通过Matlab数值仿真计算出极限切削深度随转速的变化曲线,并且分析了材料,铺层角,长径比和锥度对极限切削深度的影响。