復(fù)雜曲面薄壁件五軸加工變形預(yù)測技術(shù)研究.pdf

1、隨著以發(fā)動(dòng)機(jī)葉片為代表的高性能復(fù)雜曲面薄壁件被廣泛應(yīng)用于航空航天、能源、交通等高端裝備制造領(lǐng)域，對其加工精度和表面質(zhì)量提出了更高的要求。這些零件通常具有壁薄、剛度低、難加工、材料去除率高、型面復(fù)雜等特點(diǎn)，并且在生產(chǎn)過程中由銑削力引起的實(shí)際加工曲面與設(shè)計(jì)曲面之間的變形誤差嚴(yán)重影響了產(chǎn)品功能表面的性能及其穩(wěn)定性。對此，采用傳統(tǒng)的加工-檢測-再加工的工藝過程大大降低了生產(chǎn)效率，因此，實(shí)現(xiàn)薄壁件加工變形預(yù)測對工藝參數(shù)優(yōu)化和誤差補(bǔ)償?shù)确矫婢哂兄匾?/p>

2、的工程價(jià)值。所以，本文采用數(shù)字建模、有限元仿真、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的技術(shù)手段，開展鈦合金復(fù)雜曲面薄壁件五軸加工變形預(yù)測技術(shù)的研究，主要工作體現(xiàn)在下述幾個(gè)方面:
　　建立了五軸加工球頭刀銑削力模型。首先描述了五軸加工中刀具位姿的運(yùn)動(dòng)變換關(guān)系，并結(jié)合切削刃幾何模型，給出了切削刃的空間運(yùn)動(dòng)軌跡;繼而，建立了由前后切削刃掃掠軌跡所形成的未變形切屑厚度計(jì)算方法及相應(yīng)的球頭刀五軸加工銑削力預(yù)測模型。并采用基于三角面片的Z-map模型判斷參與切削的

3、切削刃微元，推導(dǎo)了銑削力系數(shù)計(jì)算公式;銑削力預(yù)測值與加工測量值的對比結(jié)果驗(yàn)證了模型的可行性;
　　建立了復(fù)雜曲面薄壁件五軸加工變形預(yù)測模型。給出了基于六面體單元的曲面薄壁件規(guī)則三維網(wǎng)格的精確劃分方法，針對仿真過程中載荷的動(dòng)態(tài)施加以及材料的不斷去除，基于刀具路徑文件提出了一種適用于單向、往復(fù)、螺旋等加工軌跡下的仿真信息快速提取方法。然后，在分析曲面薄壁件加工變形原理的基礎(chǔ)上，并結(jié)合建立的銑削力模型，給出了加工變形下銑削力的更新迭代方