在机械加工领域,存在大量加工余量不均匀、去除量大的复杂结构件,传统加工方式缺乏参数调控能力,难以提升加工效率。因此,开展高效自适应加工技术研究对于提升加工效率具有重要意义。本文开展虑及颤振在线抑制的高效自适应加工技术研究,采用功率传感器和加速度传感器采集主轴功率和切削振动,设计基于恒功率约束的机床自适应模糊控制算法,研究基于加权小波包熵的颤振识别方法和基于变主轴转速的颤振抑制方法,制定主轴转速和进给速度的调控策略,最终实现机床的高效自适应加工。首先,开展机床主轴载荷与切削振动在线监测研究。通过比较各种监测信号的优缺点,为高效自适应加工系统选择合适的监测信号和传感器,并对监测信号进行分析处理。通过建立主轴功率和切削载荷间的关联关系模型,分析主轴功率间接监测切削载荷的可行性。分析颤振发生前后振动信号变化特征,选择合适的振动特征量。其次,设计机床自适应控制算法和切削颤振的识别与抑制算法。基于恒功率约束,开发自适应模糊控制器,通过采集切削过程主轴功率信号,实时调节进给倍率来实现自适应控制。以加权小波包熵为特征量,研究切削颤振在线识别方法,并通过数值仿真和切削试验两种方法,验证颤振识别方法的有效性。建立切削系统单自由度模型,通过寻找加工系统不发生颤振的最佳主轴转速,依据颤振频率和刀齿数,实现基于变主轴转速的颤振抑制。基于机床主轴电机功率、扭矩和转速关系,制定主轴转速和进给速度的调控策略。然后,开发高效自适应加工软件。针对高效自适应加工的实际功能需求,利用Lab VIEW与MATLAB混合编程技术,开发高效自适应加工软件系统。系统包含参数配置、数据采集、离线学习和自适应加工四大模块。基于TCP/IP通信技术,实现机床与工控机的实时通信。通过调用数控系统动态链接库的方法,实现对机床倍率指令的发送。最后,对高效自适应加工系统进行切削试验验证。设计两组切削对比试验,分别在阶梯面单轴铣削和三轴联动铣削过程中,对比分析采用传统加工方式和高效自适应加工方式的加工时间和切削振动。试验结果表明,本文提出的高效自适应加工方法可以明显提升加工效率,并能抑制加工过程中的切削颤振。