穩(wěn)定切削條件下的薄壁件變形抑制方法.pdf

1、薄壁零件以其質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，極端的工作環(huán)境決定了其必須由難加工材料制成。鈦合金作為一種典型的難加工材料，具有質(zhì)量輕、抗蝕耐熱性好、比強(qiáng)度高、機(jī)械性能好的特點(diǎn)，因此成為制造發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、渦輪等的理想材料。然而，由于鈦合金導(dǎo)熱性較差、高溫形成硬化層、塑性低、硬度高、彈性模量低，導(dǎo)致其加工性差，采用傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法雖然可以實(shí)現(xiàn)難加工材料薄壁零件的高精度加工，但加工效率較低，制約了其應(yīng)用的推廣。高速切削技術(shù)的廣泛應(yīng)

2、用為難加工材料薄壁零件的加工提供了有效途徑，然而由于薄壁零件自身剛度較低，加之難加工材料切削過(guò)程的切削力相對(duì)較大，使得高速銑削過(guò)程中的加工振動(dòng)及讓刀變形問(wèn)題變得尤為顯著，不僅影響了薄壁件的加工質(zhì)量，同時(shí)也大大制約了加工效率的提高。因此，探究穩(wěn)定切削條件下的難加工材料薄壁零件變形抑制方法具有較高的工程實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　本文以穩(wěn)定切削條件下減小薄壁零件加工變形為目標(biāo)，通過(guò)對(duì)穩(wěn)定切削條件下加工工藝參數(shù)的優(yōu)選以及對(duì)切削走刀路徑的合理再規(guī)

3、劃，結(jié)合基于加工刀位點(diǎn)修改的加工變形補(bǔ)償方法，保證了薄壁零件高速銑削過(guò)程中的壁厚均勻性，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效加工。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先，基于經(jīng)典的穩(wěn)定域求解方法對(duì)加工薄壁零件的穩(wěn)定域進(jìn)行求解，得到關(guān)于主軸轉(zhuǎn)速與軸向切深的穩(wěn)定域邊界曲線(xiàn)，從而確定工藝系統(tǒng)在穩(wěn)定切削條件下軸向切深范圍，為后續(xù)加工工藝參數(shù)的優(yōu)選提供參考。與以往忽略切削過(guò)程中零件剛度變化的計(jì)算方法不同，本文中考慮薄壁零件加工過(guò)程中，隨著材料的去除，零件整體剛度

4、變化的情況，從而實(shí)現(xiàn)了在穩(wěn)定切削的條件下加工效率的最大化，保證了優(yōu)質(zhì)、高效加工。
　　之后，在保證穩(wěn)定切削的條件下，以減小薄壁零件加工變形及提高表面加工質(zhì)量為目標(biāo)進(jìn)行加工工藝參數(shù)優(yōu)選。通過(guò)設(shè)計(jì)關(guān)于主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和軸向切深的單因素實(shí)驗(yàn)對(duì)各工藝參數(shù)進(jìn)行初選，確定適合加工的工藝參數(shù)范圍。接下來(lái)，根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)得到的加工參數(shù)范圍，設(shè)計(jì)基于響應(yīng)曲面法的正交實(shí)驗(yàn)對(duì)加工參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)選，以獲得保證較小切削力的加工參數(shù)組合，從而減小薄壁零件加工

5、變形，提高加工精度。此外，采用多元回歸擬合法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的銑削力預(yù)測(cè)模型，為不同參數(shù)組合下切削力的預(yù)估提供了有效途徑。
　　最后，結(jié)合優(yōu)化后的加工工藝參數(shù)組合，通過(guò)分析不同的加工走刀路徑對(duì)薄壁零件的加工變形以及其表面加工質(zhì)量所帶來(lái)的影響，制定合理的加工路徑，有效控制薄壁零件高速銑削加工變形，保證加工質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上，提出一種基于刀位點(diǎn)修改的薄壁零件變形補(bǔ)償方法，保證薄壁零件壁厚均勻性，提高加工幾何精度。
　　上述內(nèi)容為后