鈦合金薄壁異形件切削加工仿真技術(shù)研究.pdf

1、隨著航空航天科技的不斷發(fā)展,鈦合金薄壁件由于質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、機(jī)械性能好等特點(diǎn)被越來越多的使用。鈦合金薄壁件形狀復(fù)雜、剛度差,在裝夾與切削過程中容易產(chǎn)生變形,影響加工精度。為了有效提高鈦合金薄壁件的加工精度,控制切削加工中的變形,本文以鈦合金薄壁異形件為研究對象,就裝夾方案優(yōu)化、夾緊力與切削參數(shù)同步優(yōu)化、切削路徑補(bǔ)償?shù)葐栴}展開了系統(tǒng)研究,具體研究工作如下:
　　1)完成了薄壁異形件曲面加工的夾具設(shè)計(jì),考慮到薄壁異形件剛度較差,為控制

2、裝夾變形,為其增加了帶有壓力傳感器的輔助支撐。采用有限元仿真技術(shù)對薄壁異形件的裝夾變形進(jìn)行了分析預(yù)測,以最小化工件最大裝夾變形值為目標(biāo),對夾緊力及輔助支撐點(diǎn)位置分別進(jìn)行了優(yōu)化,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了裝夾變形預(yù)測模型的正確性。
　　2)建立了球頭銑刀的切削力模型,通過設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)及回歸分析對指數(shù)公式中的系數(shù)進(jìn)行了辨識,得到了與現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件一致的切削力公式。采用有限元分析軟件 ABAQUS建立了切削變形預(yù)測模型,分析了切削參數(shù)及切削路徑對薄

3、壁異形件加工變形的影響,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了切削變形預(yù)測模型的可行性。
　　3)為了進(jìn)一步減小薄壁異形件加工誤差,對各個(gè)刀位的夾緊力與切削力進(jìn)行了優(yōu)化匹配,建立了夾緊力與切削參數(shù)同步優(yōu)化模型,綜合考慮薄壁異形件變形情況與加工效率,采用遺傳算法和有限元方法同步求解了夾緊力大小與切削參數(shù),得到力每個(gè)刀位最優(yōu)的夾緊力與切削參數(shù)。
　　4)根據(jù)不同補(bǔ)償要求,對全局補(bǔ)償與局部補(bǔ)償原理進(jìn)行了分析,采用有限元方法,計(jì)算了薄壁異形件曲面加工各刀位