薄壁件數(shù)控側(cè)銑若干基礎(chǔ)理論、實(shí)驗(yàn)及集成技術(shù)問(wèn)題的研究.pdf

1、薄壁件在航空航天、機(jī)械、土木等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，許多重要零部件（如航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等）的先進(jìn)制造技術(shù)涉及軍事和重要民用領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，被各國(guó)視為機(jī)密而對(duì)外嚴(yán)格封鎖，我國(guó)在這方面遠(yuǎn)落后于西方制造強(qiáng)國(guó)。由于薄壁件低剛度特性和一些零部件復(fù)雜不可展曲面形狀使得制造難度極大。圍繞薄壁件高精度加工需求和提高加工效率進(jìn)行數(shù)控加工基礎(chǔ)理論與應(yīng)用研究具有重大的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　 本文綜述了國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，采用理論分析、有限元和切削實(shí)驗(yàn)相

2、結(jié)合的方法，以矩形薄板、航空葉輪葉片的數(shù)控側(cè)銑為對(duì)象，開(kāi)展了薄壁件數(shù)控側(cè)銑的力學(xué)和數(shù)控基礎(chǔ)理論、有限元模擬和切削實(shí)驗(yàn)綜合分析研究，取得了以下研究成果：
　　 1.通過(guò)將移動(dòng)載荷作用問(wèn)題轉(zhuǎn)化為固定載荷作用問(wèn)題，建立起移動(dòng)集中載荷作用下懸臂矩形板對(duì)稱彎曲和非對(duì)稱彎曲的力學(xué)模型，移動(dòng)集中載荷作用下懸臂矩形板的對(duì)稱和非對(duì)稱彎曲撓度試驗(yàn)函數(shù)，進(jìn)而獲得矩形薄板側(cè)銑加工變形的近似理論解。有關(guān)結(jié)果與有限元預(yù)測(cè)結(jié)果以及切削實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果吻合較好。<

3、br>　　 2.提出螺旋立銑刀側(cè)銑加工的切削力模型，通過(guò)建立銑削力系數(shù)與切削用量的多項(xiàng)式模型，利用四因素回歸正交實(shí)驗(yàn)法確定了模型常量。建立了進(jìn)行精確變形預(yù)測(cè)和誤差控制分析的基礎(chǔ)。
　　 3.提出冗余誤差控制三次NURBS 曲線直接插補(bǔ)算法，通過(guò)引入進(jìn)給倍率因子，適度提高插補(bǔ)速度可改善小曲率情形誤差過(guò)度冗余，提高了加工效率。實(shí)驗(yàn)表明該算法對(duì)加工精度和加工效率具有綜合協(xié)調(diào)控制能力。提出了三軸空間刀具半徑補(bǔ)償算法，實(shí)驗(yàn)表明算法正確有

4、效。
　　 4.提出了傾斜擺頭型和帶角度銑頭五軸機(jī)床等含特殊銑頭的五軸后置處理算法，實(shí)驗(yàn)表明算法正確可靠。提出了錐形球頭銑刀側(cè)銑加工不可展直紋面的刀位優(yōu)化算法，實(shí)驗(yàn)表明建立的算法可極大提高不可展曲面?zhèn)茹娂庸ぞ取?br>　　 5.分別建立了矩形薄板的單軸側(cè)銑加工變形的有限元數(shù)值預(yù)測(cè)模型和航空葉輪葉片的五軸側(cè)銑加工變形的有限元數(shù)值預(yù)測(cè)模型，并提出了控制變形的刀軌優(yōu)化誤差補(bǔ)償方法。實(shí)驗(yàn)表明所建立的加工變形預(yù)測(cè)模型正確，誤差補(bǔ)償方法