薄壁零件加工的切削力模型分析與試驗(yàn)研究.pdf

1、薄壁零件在航空工業(yè)中應(yīng)用很廣泛。但薄壁零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、剛性差，加工時(shí)在切削力的作用下很容易產(chǎn)生讓刀變形，這就使得傳統(tǒng)的工藝方法很難保證其加工精度。采用有限元預(yù)測變形和基于變形量的主動誤差補(bǔ)償是薄壁件變形控制的有效方法之一。本文采用試驗(yàn)研究和仿真研究相結(jié)合的方法，對其中的切削力建模及變形預(yù)測問題進(jìn)行了詳細(xì)的研究。 首先，通過TC4鈦合金的單因素切削試驗(yàn)，確定了各個(gè)切削因素對切削力的影響程度，得出了單刃銑削鈦合金切削用量的選擇依據(jù)。

2、在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了鈦合金的多因素多水平的正交試驗(yàn)，并由試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)建立回歸方程，通過矩陣變化對方程回歸系數(shù)進(jìn)行簡化處理，再通過線性回歸分析，從而建立了銑削鈦合金的切削力經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?其次，進(jìn)行ZL114A鋁合金的切削試驗(yàn)，通過對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理，建立了基于切削層面積的切削力模型和切削力經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，通過對試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果的比較分析，確定了采用更為精確的指數(shù)模型作為進(jìn)一步研究的基礎(chǔ)。建立了鏜削加工時(shí)切削層面積基于刀具幾何參數(shù)及切

3、削參數(shù)的函數(shù)，根據(jù)鏜削力隨切削層面積的變化特征，推導(dǎo)了鏜削加工的切削力的數(shù)學(xué)模型，通過切削試驗(yàn)確定了切削常數(shù)和刃口磨擦系數(shù)，進(jìn)而建立了鏜削加工切削力數(shù)學(xué)模型。 最后，結(jié)合切削力模型，建立了薄壁件切削加工的有限元仿真模型，通過對切削仿真結(jié)果的分析，獲得了典型薄壁件加工變形基本規(guī)律。對薄壁件進(jìn)行了切削試驗(yàn)，進(jìn)行了加工變形和切削力的測量，通過和仿真數(shù)據(jù)的比較，驗(yàn)證了切削力模型和基于有限元的加工變形預(yù)測方法的有效性，可以作為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)