鈦合金薄壁件加工變形控制工藝基礎(chǔ)研究.pdf

1、為滿足現(xiàn)代飛機高比強度、高比剛度及高抗疲勞性等要求，鈦合金整體薄壁結(jié)構(gòu)在飛機關(guān)鍵零部件設(shè)計中得到廣泛應(yīng)用。然而，鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)件在加工過程中易產(chǎn)生讓刀變形、切削顫振等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響工件精度與刀具壽命。本文以TC4鈦合金薄壁件為研究對象，采用有限元模擬與試驗驗證相結(jié)合的方法，從工藝方面對鈦合金薄壁件加工變形控制進行了綜合研究，對鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)件加工工藝進行了系統(tǒng)優(yōu)化。論文主要研究工作如下:
　　(1)基于立銑削過程的分析，通過正交回

2、歸試驗，建立了薄壁件立銑削切削力預(yù)測模型，并通過試驗驗證了預(yù)測模型的準(zhǔn)確性。
　　(2)進行了鈦合金薄壁件銑削加工基礎(chǔ)試驗研究，初步探究切削參數(shù)對切削力、表面加工質(zhì)量及表面殘余應(yīng)力的影響。通過單因素試驗分析了銑削參數(shù)對切削力和表面加工質(zhì)量的影響，為切削參數(shù)合理的取值范圍提供理論依據(jù);通過對工件已加工表面殘余應(yīng)力的測量分析了切削力對表面殘余應(yīng)力分布狀態(tài)的影響，試驗分析結(jié)果表明加工變形是影響表面殘余應(yīng)力分布規(guī)律的重要因素。
　　

3、(3)結(jié)合切削力預(yù)測模型和銑削加工基礎(chǔ)試驗研究，建立了鈦合金薄側(cè)壁件加工變形有限元仿真模型，并將仿真計算值與試驗測量值進行對比，驗證了加工變形有限元仿真模型的準(zhǔn)確性;同時模擬分析了立銑削過程中工件的加工誤差，對工件變形規(guī)律進行了歸納總結(jié)，為進一步控制薄壁件加工變形工藝優(yōu)化提供了研究方向和參考數(shù)據(jù)。
　　(4)以控制讓刀變形為目標(biāo)，結(jié)合工藝系統(tǒng)剛度理論，分別對減小切削力和增大工藝系統(tǒng)剛度進行了工藝優(yōu)化，并采用理論分析與試驗研究相結(jié)合