低剛度零件數(shù)控側(cè)銑精加工的變形預(yù)測(cè)與控制策略研究.pdf

1、低剛度零件在航空航天工業(yè)中一直占有相當(dāng)比重，如飛機(jī)結(jié)構(gòu)件中的整體壁板、整體翼肋和發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片等。目前低剛度零件的機(jī)械加工已廣泛采用數(shù)控側(cè)銑工藝。然而，加工過程中由于該類零件的低剛度特征，側(cè)銑切削力的作用使工件產(chǎn)生很大的加工變形，嚴(yán)重影響了工件的精加工精度及表面質(zhì)量，甚至造成零件報(bào)廢。因此，圍繞低剛度零件側(cè)銑加工變形開展的研究工作，將對(duì)改善工件的精加工精度和表面質(zhì)量、提高加工效率、實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)精密數(shù)控加工都具有重要意義。 本文以

2、低剛度零件側(cè)銑精加工的變形預(yù)測(cè)和控制策略為研究對(duì)象，綜合運(yùn)用切削基本理論、有限元數(shù)值模擬技術(shù)和數(shù)控加工技術(shù)，探索和建立低剛度零件側(cè)銑加工變形的有效預(yù)測(cè)方法和控制途徑。具體研究工作如下： 首先對(duì)低剛度零件數(shù)控側(cè)銑精加工變形的有效預(yù)測(cè)方法進(jìn)行了深入探討研究。即在金屬切削力學(xué)的基礎(chǔ)上，分析低剛度零件的側(cè)銑加工過程，由于切削力是引起工件加工變形的主要原因，于是對(duì)加工過程進(jìn)行必要簡(jiǎn)化后，刀具切削力的作用可視為沿刀具工件接觸區(qū)域的動(dòng)態(tài)移動(dòng)載

3、荷，借助有限元模擬技術(shù)建立了加工變形的預(yù)測(cè)模型。分別對(duì)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)薄壁矩形板和復(fù)雜曲面葉片零件進(jìn)行了加工變形有限元模擬預(yù)測(cè)。本內(nèi)容為后續(xù)控制策略和試驗(yàn)分析的研究提供了理論依據(jù)。 然后對(duì)控制和消除低剛度零件數(shù)控側(cè)銑精加工變形的策略進(jìn)行了系統(tǒng)研究。 具體針對(duì)薄壁矩形板零件，根據(jù)其加工變形的預(yù)測(cè)結(jié)果，提出了通過刀心位置偏置和刀具軸線偏擺來同時(shí)控制X、Z 兩軸向變形的控制策略。本內(nèi)容為數(shù)控試驗(yàn)分析對(duì)比奠定了基礎(chǔ)。 最后開展了