薄壁件數控側銑加工變形的預測、補償與實驗研究.pdf

1、在航空航天工業(yè)中，數控銑削是薄壁結構件加工的一種典型加工工藝，其中尤以高速銑削應用最為廣泛。然而，由于這些結構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重影響著工件的加工精度及表面質量，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測及控制，對實現制造業(yè)中的加工工藝方案和加工參數的合理選取優(yōu)化具有重要意義。為此，本文以薄壁件側銑加工過程為研究對象，綜合運用切削基本理論、有限元數值模擬技術以及數控加工技術，

2、對加工變形預測方法和補償策略進行研究，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模型。在分析銑削加工特點的基礎上，建立了銑削力系數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模型的正確性。
　　 2)針對薄壁矩形板的加工變形進行了數值模擬計算，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。并在數控加工中心上進行了薄壁矩形板側銑加工實驗，對薄壁件加工變形預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銑加工變形進行了有限元數值模擬分析，提出了變形補償策略。在分析葉片曲面幾何特征的基礎上，運用坐標變換實現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據。在此基礎上，又提出了利用變形模