铝合金薄壁件高速铣削尺寸精度的试验研究

通过铝合金薄壁件高速铣削的正交试验,对加工尺寸精度的测量结果进行了分析,总结了铣削参数对工件尺寸精度的影响规律,并确定了铣削参数的选用原则.     

薄壁弧形件铣削加工装夹方案的优化

在航空制造业中,为了减轻工件的重量,大量使用薄壁结构零件。对于这类工件,改进工件的夹具布局能够有效地减少工件的变形。本文通过对弧形薄壁件铣削加工夹紧点的位置进行优化来减少工件的变形,并提出了6条启发式规则。这些规则根据各区域内工件的最大变形,依次确定各夹紧点的移动方向,具有较快的优化速度。     

薄壁件变参数铣削系统动态特性的研究

提出一种薄壁件变参数铣削系统动态特性分析方法。考虑铣削过程中的自激振动和强迫振动,建立了薄壁件变参数(模态质量、模态阻尼和模态刚度)铣削系统周期延迟微分方程,借助有限单元法和最小二乘法,获得加工过程中工件系统固有频率和模态质量随刀具位置的连续变化曲线。研究结果显示,薄壁件加工过程中,材料切除对系统动态特性有重要影响。实际加工时,应采取相应措施避免剧烈振动的发生。     

车铣加工薄壁回转体的有限元分析

使用Ansys8.0建立了工件的三维实体模型,确定了车铣过程中的激振力,利用模态叠加法(ModeSuperposition)对薄壁回转体工件进行了不同切深的谐响应有限元分析。分析结果表明,在对薄壁回转体工件进行车铣加工时,为防止共振现象产生,应避开各阶固有频率。     

浅谈顺铣与逆铣在铣削加工中的应用

在铣削加工中,采用顺铣还是逆铣方式是影响加工表面粗糙度及刀具切削寿命的重要因素之一.铣削方式的选择应视零件图样的加工要求,工件材料的性质、零件在加工中装夹的受力特点以及机床、刀具等条件综合考虑顺铣与逆铣在铣削加工中的应用.在现代加工技术中,各单位对于顺铣与逆铣的应用情况也不尽相同.因此需要掌握顺铣与逆铣的知识和在加工中的应用及切削力的分析.     

薄壁零件高速铣削振动试验与分析

切削速会加强振动随针对薄壁零件在高速铣削加工过程中存在的振动问题,为有效抑制加工振动,采用单因素试验,对每齿进给量、度、工彳车径向轴向切深、径向切深等加工参数进行了研究。试验结果显示：每齿进给量并不是越小越好;转速过高过低都振动：切深增随轴向切深增大振动增强;随径向切深增大振动逐渐减弱,较大轴向切深下,径向切深小于1mm时,大而增强。综合数据优选：薄壁零件高速铣削时,每齿进给量在0．1～0．15mm之间;转速在11000—14000r／min之间;较小的轴向切深和较大径向切深会有效抑制加工振动。     

轻卡变速箱薄壁端盖铣削加工有限元仿真分析

轻卡变速箱端盖作为典型薄壁铸件,其加工方式以铣削为主。为了使端盖铣削加工后的平面度符合要求,需要准确获取铣削加工后端盖表面的残余应力。文章分别建立了变速箱端盖和硬质合金立铣刀的有限元模型,并基于HyperMesh软件和ABAQUS软件建立了铣削加工动态仿真模型,通过仿真来研究端盖铣削后表面残余应力的大小和分布规律。研究表明:刀具进给方向残余应力最大值为465 MPa,平均应力为156 MPa。沿着进给方向的工件铣削表面残余应力在550 mm附近达到最大值,随后呈现规律性分布;进刀槽残余应力最大值出现在端盖内部边缘,大小为458 MPa,应力由内到外逐渐减小;进刀槽纵向深度应力最大值出现在端盖表面,大小为436 MPa,应力沿着深度方向逐渐减小。所研究结果和结论为变速箱端盖铣削加工平面度的控制提供了有限元建模基础。     

薄壁铸铝合金高速铣削加工试验研究

以铸铝合金薄壁件为加工对象,分别研究不同的切削速度、每齿进给量、径向切深对表面质量和切削力的影响规律,并优化切削参数的选择,力求为合理选择高速切削加工参数提供可靠依据。     

基于神经网络与遗传算法的薄壁件多重装夹布局优化

在多重装夹元件装夹过程中,由于装夹顺序、夹紧力、定位元件位置等装夹布局参数的不同,薄壁件的装夹变形程度也不一样。单个装夹布局参数引起的工件装夹变形规律能够通过有限元方法获得。但是,若同时考虑多个装夹布局参数的影响,仅仅利用有限元方法难以揭示装夹布局参数与装夹变形之间的关系。为此,针对薄壁件的装夹布局方案建立三维有限元模型,以便利用有限元法获取神经网络的训练样本。借助神经网络的非线性映射能力,通过有限的训练样本构建装夹变形的预测模型。以减小工件的最大装夹变形为目标,并根据每一代装夹布局中工件的最大装夹变形定义个体的适应度,建立装夹布局方案的优化模型及其遗传算法求解技术。试验结果表明,网络预测值与相应的有限元仿真值、试验数据之间的相对误差均不超过3%。提出的基于神经网络与遗传算法的装夹变形"分析-预测-控制"方法,不仅能够提高装夹变形的计算效率,而且为薄壁件装夹布局方案的合理设计提供基础理论。     

SiCp/Al复合材料薄壁件车削加工变形的仿真研究

通过建立Si Cp/Al复合材料薄壁件的三维有限元模型,运用ABAQUS有限元软件对其车削加工过程进行模拟分析,研究了切削速度、进给量和背吃刀量等切削参数对薄壁件加工变形的影响规律。结果表明,在工件端部对Si Cp/Al复合材料薄壁件进行切削时,最大径向变形和最大挠曲变形都发生在切削区域,并随着背吃刀量的增加而增大,随着进给量的增大而增大,随着切削速度的提高呈增大趋势。其中背吃刀量对Si Cp/Al复合材料薄壁件变形的影响最显著,切削速度影响较小。     

薄壁件加工变形控制快速仿真平台开发

为控制薄壁件装夹变形和加工变形,建立了集装夹优化、加工变形预测、切削参数优化及误差补偿功能为一体的快速仿真平台.在平台实现中,装夹方案的优化采用基于形位公差控制的方法,通过多种装夹方案的比较,确定优化方案.加工变形预测时考虑了前-层变形对后-层切削深度的影响,并使切削力和加工变形达到动态平衡.为获得优化切削参数,建立了以变形控制为目标的优化模型.采用有限元法计算加工变形,采用遗传算法求解优化模型.为解得优化补偿量,仿真时考虑了变形与力的耦合效应.完成了基于ABAQUS的快速仿真平台开发.以镜座零件为例进行仿真,求得了优化的装夹方案和切削参数,验证了平台的可行性.     

航空薄壁件圆角的铣削加工试验研究

航空薄壁件圆角加工的质量控制一直是不易解决的难题。在圆角的走刀过程中,常常发生欠切、过切、振动等现象,一般要通过手工打磨来消除过切、欠切痕迹或振纹。其不仅降低了刀具的寿命,严重影响了工件的加工精度和加工效率。本文提出了细化圆角走刀路径的铣削方法,以解决航空薄壁件的圆角铣削加工问题。试验结果表明,该方法是有效、可行的。     

以应变能最小为目标的航空薄壁件装夹优化方法

在薄壁件装夹过程中,定位布局、夹紧布局及夹紧顺序等参数的不同,导致薄壁件变形程度也不同。现有研究大多以节点法向变形最小为优化目标,忽略了不同方向上的变形程度以及不同区域的装夹应力分布影响,提出以应变能最小为目标进行航空薄壁件装夹方案优化,当整体应变能最小时,薄壁件变形程度较小,应力分布也较均匀。应用拉丁超立方采样和有限元软件生成样本数据,建立最小化整体应变能为目标,定位元件位置为决策变量的BP神经网络预测模型,并应用遗传算法优化定位布局。在薄壁件装夹过程中,定位与夹紧是相互联系的过程,在定位布局优化的基础上,构建装夹顺序、夹紧位置与整体应变能之间的非线性映射关系,对所建立的映射关系迭代寻优,确定最优装夹顺序与装夹位置。以曲面薄壁件作为应用实例,验证所提方法的正确性和有效性。     

复杂形状工件的端铣切削力模型

以传统的端铣切削力模型为基础，提出了一种新的端铣加工中静态切削力的预报模型。该模型考虑了复杂的工件形状和不同的铣刀进给轨迹。给出了一种新的工件和铣刀接触算法。     

基于混合算法的薄壁件铣削加工工艺参数优化

结合神经网络法和遗传算法的优点,提出了一种以倒传递神经网络法为基础的加工工艺参数优化方法,对薄壁件铣削加工工艺参数进行优化。将田口实验所得数据经倒传递神经网络进行训练与测试,来建立薄壁件铣削加工的信噪比预测器,并通过最大化信噪比,将铣削过程变异降至最低,进而找出最佳加工工艺参数组合。通过数值模拟与加工实验,验证了所提方法在薄壁件铣削加工工艺参数优化中的有效性。     

薄壁零件的车削加工

通过对薄壁类零件特性分析,在零件加工时,夹具及在加工过程中采取措施,来保证薄壁零件加工的各项技术要求。     

框类薄壁件装夹布局与加工参数研究

针对航空隔框类薄壁件在铣削加工中极易产生变形等问题,通过有限元软件ABAQUS研究了铣削过程中装夹布局和铣削参数对薄壁件加工变形量的影响。首先根据装夹有限元模型,分析装夹位置和夹紧顺序对薄壁件变形量的影响,并在装夹仿真的基础上建立了铣削加工模型,设计正交试验得到不同铣削加工参数下薄壁件的变形量;其次以仿真数据为样本,使用BP神经网络和遗传算法对装夹布局和铣削参数进行优化;最后对优化结果进行实验验证,结果显示仿真与实验数据比较符合,最小偏差为4.38%,最大偏差为9.35%。研究结果表明：通过有限元仿真试验辅助选取薄壁件的铣削加工参数,能充分地提高航空薄壁件的加工质量。     

铣削粉末冶金高温合金FGH95时工件温度的研究

镍基粉末高温合金具有屈服强度高、疲劳性能好等优点,是制造新型发动机涡轮盘的理想材料,工件温度是引起工件各种形式热损伤的主要因素,本文研究铣削粉末冶金高温合金FGH95时工件的瞬态温度。对铣削过程进行合理简化,基于移动热源法建立粉末冶金高温合金铣削时工件温度的解析模型,研究铣削速度对工件温度的影响规律。通过铣削试验对工件温度模型的有效性进行验证,试验结果表明建立的二维工件温度解析模型能正确预测铣削高温合金时工件加工表面的温度分布。