薄壁件铣削加工稳定性分析及试验验证

薄壁件由于刚性差,在铣削过程中难免会出现各种扰动,从而容易发生颤振,严重影响了零件的精度和表面质量。在分析薄壁件铣削过程中的动态位移和动态切削力的前提下,建立了薄壁件侧铣工艺系统的动力学模型和薄壁件再生颤振系统的传递函数。在此基础上应用有限元分析技术对铣削工艺系统进行了模态分析并绘制了工艺系统的稳定性叶瓣图,为稳定的切削参数的确定提供了参考。切削实验验证了所构建的模型和方法对于防止切削颤振是正确和可行的。     

薄壁件铣削加工刀具几何参数优化

针对汽车检具薄壁件铣削变形问题,通过改变铣刀的几何参数建立铣削单因素和三因素四水平的正交实验。利用有限元软件AdvantEdge和ABAQUS分别对铣削加工过程和加工残余应力引起的变形进行仿真,研究不同的刀具几何参数对工件变形的影响。采用田口法分析了刀具几何参数对加工变形的综合影响程度。结果表明:刀具后角对工件加工变形影响的最为显著,螺旋角次之,前角最不显著;获得AA5083铣削的铣刀刀具几何参数组合。通过实验对优化后的刀具几何参数的正确性进行验证,证明该方法是检具薄壁件加工中刀具几何参数优化选择的一种有效的方法。     

航空薄壁件铣削加工铣削力预测方法研究

铣削加工中铣削力是导致加工变形的直接原因,而航空薄壁件加工中,加工变形是加工误差产生的主要因素.本文以航空薄壁件铣削加工过程的铣削力为研究对象,通过确定铣削力模型和切削系数参数,建立了刚性和考虑刀具工件变形耦合的柔性预测两种模型.在柔性模型中,采用预扭Timoshenko梁单元的刀具/工件独立建模的方法建立有限元模型,利用Python语言在通用有限元软件Abaqus下迭代求解.实验验证表明预测模型具有很高的准确性和有效性.     

基于NC物理仿真的钛合金薄壁件颤振预测研究

针对钛合金薄壁零件在铣削加工过程中存在的切削颤振问题,以多框类零件为对象,建立了基于NC物理仿真的钛合金薄壁零件颤振预测模型,解决了钛合金零件在工艺准备初期即实现颤振的预报。首先通过试验与仿真相结合的方式,获取工艺系统的颤振稳定域,并进行稳定域内参数优化;其次通过建立有限元模型,进行零件模态分析,获取零件加工过程中的动态特性,确定最优刀具路径;最后利用NC物理仿真软件对零件进行切削过程仿真,预测切削过程中颤振是否发生。结果表明,通过此类技术,可直观有效地跟踪加工过程,提高薄壁件加工稳定性。     

基于切削力控制的薄壁件变铣削工艺参数研究

由于具有比强度高的优点,铝合金成为航空航天薄壁零件的主要材料之一。但航空航天铝合金薄壁件的刚度一般较低,在加工过程中易受刀具磨损、切削力等影响,造成零件的加工质量降低。针对加工适配器壳体零件,基于恒切削力控制的方法,采用加工过程中变进给量的工艺策略进行切削参数的优化,分别对恒进给速度、以控制切向力为目标的变进给速度和以控制轴向力为目标的变进给速度,共三种条件下的加工效率、铣刀磨损和加工零件表面粗糙度开展研究,通过比较三项指标,得出最适合该零件的切削加工工艺为:以控制轴向力为目标的变进给工艺策略。     

航空薄壁件切削加工变形控制与实时监测研究

由于航空薄壁件刚度较低,工艺性差,容易发生切削变形,是机械加工中的难题。以减小航空薄壁件的变形为目标,采用有限元分析方法,分析工件在切削力作用下的变形;通过预先考虑薄壁件在切削力作用下的加工变形及其对应的变形回弹量,采用变形主动补偿的方法,在局部刀位点修正补偿刀具的切削深度。经有限元计算比较,补偿后刀位点的最大切削加工误差相对于补偿前降低95%以上,同时航空薄壁件的切削加工误差的分布更加均匀,误差值的变化波动范围更小;最后设计了一个切削力实时监测系统,对切削加工过程进行监测,形成了一种提高航空薄壁件切削加工精度的系统性方法。     

接头薄壁件铣削加工刀具角度的优选

针对航空接头薄壁件的铣削变形问题,通过改变铣刀的工艺角度建立三因素五水平的正交实验,应用ABAQUS建立工件的有限元模型,并对该零件进行模拟加工和实验结果分析,获得最优的铣刀工艺角度组合:γ=8°、α=5°、β=63°。采用该最优刀具角度加工工件得到的变形量低于正交实验最小变形量。选取一组仿真值进行实际加工,验证了有限元分析模型的有效性,证明该方法是控制薄壁件加工变形的一种有效方法。     

高温合金薄壁件钻孔工艺方案的探索

高温合金一般是在1 000℃左右条件下使用的一种工程材料,广泛应用于航空、航天、发电及热处理设备上,也是汽轮发电机极其重要的材料组成部分,在汽轮机燃烧室、导向叶片、涡轮动叶片以及轮盘等部件上广泛应用。这类零件结构复杂,薄壁件较多,表面要求高,无论是产品的装夹还是加工难度都很大,尤其是孔加工,更是困难。以典型高温合金薄壁件的孔加工为例,分别从高温合金材料的加工特性、薄壁件装夹变形的控制、孔加工中的冷却方式、钻头几何参数和切削参数的选择等方面提出解决方法,通过实践证明,具有良好的效果。     

超大型薄壁主轴件加工技术研究

通过分析超大型薄壁类水电主轴件的主要加工难点,对工件装夹方式、装夹变形模型分析、加工工艺流程等进行详细研究,提出薄壁水电主轴件的加工方案。该方案采用两端配中心堵、一夹两顶的装夹方式对工件进行车序加工,加工完毕后再使用一夹两托方式装夹工件进行修复,成功完成水电主轴工件的加工,满足产品精度要求,为同类超大型薄壁主轴零件加工提供了参考。     

薄壁零件切削参数优化系统研究

针对薄壁零件自身强度低、加工易变形的问题,通过优化调整切削参数的大小,进而调整动态切削力大小和控制切削状态,使因切削力影响造成薄壁零件的加工变形量能满足公差要求,且使加工状态始终处于稳定,降低切削震动造成的变形,从而实现薄壁零件的高精、高速、高效加工.     

基于有限元分析的薄板零件铣削加工误差分析与补偿技术研究

分析了薄板类零件的工艺特点和加工难点,针对薄板类零件加工中的变形,用ANSYS有限元分析软件进行了定量分析。将有限元软件的分析结果,与三坐标测量机的测量结果进行比较,证明了基于有限元分析的误差分析方法是合理的。对加工误差的补偿方法作了简单分析,并提出了研究方案。     

薄壁零件切削变形的研究现状综述

薄壁零件切削过程中的变形是高速加工领域的一个重要研究内容.介绍薄壁零件结构特点;分析薄壁零件切削变形的影响因素,表明工件的材料力学特性与结构特点、加工过程中毛坯初始残余应力的释放与重分布、切削过程中刀具与工件间的热-力耦合作用以及工件的装夹等是主要影响因素.并介绍目前国内外研究的发展状况.     

航空薄壁件铣削力有限元分析

在分析刀具与工件在装配模型中位置关系的基础上,将平行运动载荷与转动载荷同时施加到刀具模型上,建立了刀具次摆线运动的铣削有限元模型。为了减少模拟的时间,使用过渡网格划分技术对模型进行了优化处理。在考虑工件材料性能参数基础上,利用有限元平台ABAQUS软件,研究了航空铝合金薄壁件铣削过程中铣削力的变化规律。模拟结果基本符合实际,说明有限元模型是正确的,对后续研究工作有一定的参考意义。     

以方差和互相关系数判别切削颤振的仿真研究

文章采用仿真研究方法，对方差和互相关系数绝对值对机床切削颤振是否发生的判别能力进行了系统的研究，发现它们都不宜单独作为判别函数，提出了以方差和互相关系数绝对值作为综合判据判别切削颤振是否发生的观点。采用实验实际测得的机床切削颤振信号进行仿真验证，发现综合判据对于颤振有很好的判别能力。     

工字型薄壁件数控铣削加工变形试验与分析

在CY-KX650立式铣床上对铝合金材料7075工字型薄壁工件变形进行试验研究,分析其变形误差规律。通过正交铣削试验,研究工字型薄壁件在铣削精加工过程中不同工艺和走刀方式下工件的变形情况,为同类薄壁件铣削加工参数优化和加工工艺的合理制定提供了依据。     

钛合金超声椭圆振动铣削参数对切削力的影响

钛合金航空薄壁结构件在铣削过程中受力形式复杂,切削力较大。超声椭圆振动切削的特点是切削刀具的刀尖按椭圆轨迹运动,进行高频间歇性切削,有助于降低切削力。铣削时改变切削参数将对切削力产生不同影响。采用自行研制的螺纹式椭圆激励式超声振动铣削刀柄装置,针对钛合金薄壁件进行实验,结果表明:相较于普通铣削,随着每齿进给量的增大,超声椭圆振动铣削均可减小钛合金薄壁件在铣削加工过程中的切削力,降幅可达35%以上。     

通用薄壁类零件柔性夹具设计

薄壁类零件装夹及加工变形是夹具设计中需要重点考虑的问题。根据薄壁类零件的装夹特点,设计一种通用薄壁类零件柔性夹具,该夹具利用独特的径向支撑机构及对间隔环的灵活应用,可以实现对内径不同、长度各异的各种薄壁类零件的柔性装夹,有效克服薄壁零件在切削加工过程中的加工变形及装夹变形,从而保证零件加工质量的稳定性和生产效率的提高,且具有夹紧可靠、零件拆装方便、使用寿命长等特点。     

薄壁筒形件旋压工艺及工装设计

通过对薄壁筒形件加工工艺进行分析,介绍了旋压加工的工艺计算,旋压工艺参数的确定及工装设计,同时分析了生产中出现的问题,提出了解决措施,保证了该零件的顺利成形。