復(fù)雜薄壁件原位測量與輪廓誤差評估.pdf

1、機(jī)翼框體、葉輪葉片是航空航天中典型復(fù)雜薄壁零件，具有弱剛性、難加工、型面復(fù)雜等特點(diǎn)。該類零件通常采用超硬鋁、鈦合金等難加工材料，在五軸高速加工中心銑削加工過程中切削力大、工件易變形、切削區(qū)域易回彈、結(jié)構(gòu)易顫振，這導(dǎo)致零件加工精度難以保證。針對以上問題，本文對航空薄壁件進(jìn)行了原位測量與輪廓誤差評估的研究，在機(jī)床原位對工件進(jìn)行切削、測量與補(bǔ)償，主要研究內(nèi)容包括：
　?。?）搭建兩種原位測量平臺。一種是基于華中HNC-818B數(shù)控系統(tǒng)搭

2、建的原位測量平臺，主要利用數(shù)控系統(tǒng)自身的計算能力，通過調(diào)用測量宏程序的方法，實(shí)現(xiàn)零件的原位測量，該方法解決了國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)無法進(jìn)行原位測量的技術(shù)瓶頸；一種是基于HeidenhainiTNC530M數(shù)控系統(tǒng)搭建的原位測量平臺，主要利用PC端的計算能力，通過第三方軟件PowerInspect規(guī)劃測量路徑、生成測量程序的方法，實(shí)現(xiàn)零件的原位測量，該方法可以簡單、快捷地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的測量點(diǎn)云規(guī)劃與加工輪廓誤差檢測。
　?。?）設(shè)計機(jī)翼框體類

3、零件原位測量與補(bǔ)償加工實(shí)驗(yàn)。采用Abaqus軟件實(shí)現(xiàn)薄壁件切削變形分析，提出誤差補(bǔ)償方法，編寫補(bǔ)償軟件與原位測量程序，在華中數(shù)控XHK715機(jī)床上實(shí)現(xiàn)原位測量與誤差補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明補(bǔ)償方法對弱剛性零件有明顯補(bǔ)償效果，采用航空鋁7075-T651的框體零件在壁厚小于1mm時補(bǔ)償精度平均提升44％，采用鈦合金TC4的框體零件在壁厚小于0.5mm時補(bǔ)償精度平均提升57%。
　?。?）提出葉輪切削參數(shù)優(yōu)化與顯著性分析方法。通過UG9

4、.0建立葉輪模型，在Vericut軟件中進(jìn)行切削仿真，在PowerInspect軟件中進(jìn)行測量規(guī)劃與測量仿真，在米克朗UCP800Duro機(jī)床上實(shí)現(xiàn)原位測量與正交實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)極差與方差分析表明，表面加工質(zhì)量影響因素主次順序?yàn)椋呵猩睿具M(jìn)給速度＞切削速度。優(yōu)化得到的航空鋁7075-T651最優(yōu)切削參數(shù)為：切深0.1mm、進(jìn)給速度0.17mm/r、切削速度120m/min。
　　（4）完成葉片原位檢測實(shí)驗(yàn)與輪廓誤差分析。針對不同厚度、長度