薄壁件數(shù)控側(cè)銑加工變形的預(yù)測、補償與實驗研究.pdf

1、在航空航天工業(yè)中，數(shù)控銑削是薄壁結(jié)構(gòu)件加工的一種典型加工工藝，其中尤以高速銑削應(yīng)用最為廣泛。然而，由于這些結(jié)構(gòu)件的薄壁低剛度特征，實際加工過程中工件和刀具變形引起的加工誤差嚴(yán)重影響著工件的加工精度及表面質(zhì)量，甚至造成零件的報廢。因而，研究薄壁件銑削過程加工變形的預(yù)測及控制，對實現(xiàn)制造業(yè)中的加工工藝方案和加工參數(shù)的合理選取優(yōu)化具有重要意義。為此，本文以薄壁件側(cè)銑加工過程為研究對象，綜合運用切削基本理論、有限元數(shù)值模擬技術(shù)以及數(shù)控加工技術(shù)，

2、對加工變形預(yù)測方法和補償策略進(jìn)行研究，具體工作包括如下幾個方面：
　　 1)建立了螺旋立銑刀銑削加工的力學(xué)模型。在分析銑削加工特點的基礎(chǔ)上，建立了銑削力系數(shù)與切削用量的多項式模型，并通過四因素回歸正交實驗法確定了模型常量。最后，通過實驗驗證了該力學(xué)模型的正確性。
　　 2)針對薄壁矩形板的加工變形進(jìn)行了數(shù)值模擬計算，并提出了控制變形的刀軌優(yōu)化補償方案。在變形分析中，以求離散點的加工變形值代替連續(xù)變形的方法逼近真實的變形形

3、狀。在獲得變形規(guī)律的基礎(chǔ)上提出了修正刀心位置和偏擺刀具軸線的刀軌優(yōu)化補償方案，以控制加工變形。并在數(shù)控加工中心上進(jìn)行了薄壁矩形板側(cè)銑加工實驗，對薄壁件加工變形預(yù)測模型的正確性以及補償方案的有效性予以驗證。
　　 3)針對航空葉輪葉片側(cè)銑加工變形進(jìn)行了有限元數(shù)值模擬分析，提出了變形補償策略。在分析葉片曲面幾何特征的基礎(chǔ)上，運用坐標(biāo)變換實現(xiàn)銑削力的計算及有限元模型的加載，得到了被加工表面的形狀誤差數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，又提出了利用變形模