铣削加工方式是目前机械加工制造领域最重要的加工技术之一,铣削加工系统中由于铣刀振动现象产生的冲击性会导致铣刀瞬时切削位姿变化进而影响刀工接触关系,致使铣刀切削性能及工件材料加工精度降低,无法实现高效率、高品质、低振动、低成本铣削。因此对铣刀振动响应规律进行揭示及铣刀能效提升进行研究,对提高铣刀加工性能与材料质量精度方面有十分重要的意义。所以本文针对此类问题进行高效低冲击铣刀振动及切削参数优化研究,具体内容如下:首先,进行了铣刀振动来源、各激励组成及铣削能耗模型研究。通过对铣削加工工艺系统的分析揭示了铣刀的振动来源;为避免铣削工艺系统内部各子系统的共振区间分别对各子系统进行有限元模态仿真;建立了影响铣刀振动的各激励模型;对铣削工艺系统中的能耗模型进行分析研究。其次,进行了铣刀振动响应研究。通过铣床自激励实验获得不同加工工况下的铣刀转速与振动的关系及机床激励与离心力激励综合作用下的铣刀振动位移方程;通过铣刀振动测试实验划分铣刀不同铣削阶段,分析多激励耦合作用下的铣刀振动响应规律。再次,进行了考虑振动影响下的铣削力仿真模拟研究。通过对铣刀振动测试实验,采用数值积分的方式将获取的铣刀振动加速度信号转变为铣刀振动位移方程,叠加至铣刀刀尖点的理想预定轨运动行为方程,获得振动影响下的铣刀轨迹;利用Deform-3D模拟软件对振动影响下的铣削力进行模拟仿真分析,获取变参数下的铣削力变化趋势并与实验数据对比验证准确性。最后,通过建立以铣刀振动冲击、铣削合力、切削能耗利用率及加工效率为目标的优化模型,基于粒子群算法确定最优铣削参数然后进行铣削对比实验,通过对比不同铣削参数下的铣削振动、效率、铣削力及加工后的材料表面粗糙度确定优化结果的有效性。本文通过对铣刀振动及参数优化的研究,揭示了铣刀振动源头及响应规律,解决了振动冲击与效率的冲突,为铣刀减振与高能效实现提供了支持。