薄壁件高速銑削加工變形誤差預(yù)測及有限元分析.pdf

1、薄壁類零件廣泛應(yīng)用于航空航天、電子、模具等行業(yè),在加工生產(chǎn)中一般采用數(shù)控銑削的加工方法,其中以高速銑削加工應(yīng)用最為廣泛。由于該類零件自身剛性差、加工工藝性差,在切削力、切削熱、夾緊力、切削振顫等因素作用下極易發(fā)生變形、失穩(wěn)和振動等問題,加工制造難度極大。切削加工過程中的變形問題成為影響零件加工精度和表面質(zhì)量的關(guān)鍵因素,阻礙了制造業(yè)的發(fā)展。因此,研究薄壁件切削加工變形誤差規(guī)律在理論研究和工程應(yīng)用方面都具有重要價值。本文采用理論建模、有限元

2、分析和實驗研究相結(jié)合的方法,從金屬切削加工機(jī)理入手,對于薄壁件的加工變形問題進(jìn)行了深入的研究,主要解決了以下幾個問題:
　　(1)分析了薄壁件的變形機(jī)理和影響變形的主要因素,因為銑削力是影響薄壁件變形的主要因素,所以對銑削力來源、影響因素、經(jīng)驗公式等進(jìn)行了分析總結(jié),并且對銑削方式和銑刀進(jìn)行了綜述。
　　(2)探索了切削加工模擬的關(guān)鍵技術(shù),建立了二維切削加工有限元模擬,為薄壁件有限元分析的建模、網(wǎng)格劃分、邊界條件的設(shè)定以及載荷

3、的施加提供了參考依據(jù),同時建立了用于切削加工分析的立銑刀瞬態(tài)切削力模型。
　　(3)構(gòu)建了薄壁件銑削加工分析模型,并以薄板作為薄壁件的研究實例,運用ABAQUS軟件對其在銑削力作用下的變形進(jìn)行有限元分析,結(jié)合經(jīng)驗公式和二維切削加工模擬兩種方式確定了用于加載在薄板件上的銑削力大小,以此作為有限元分析時載荷施加的依據(jù),來預(yù)測薄板加工變形誤差,之后通過實驗驗證了有限元模型的有效性。
　　本研究屬于應(yīng)用基礎(chǔ)性研究,在切削仿真和變形分