航空铝合金薄壁件铣削变形预测研究

铝合金比强度较高,广泛应用于航空航天、精密仪器和武器等行业,这些行业的零件多是薄壁件,其刚度较差,加工过程中易产生变形而使加工精度降低。为提高薄壁零件加工精度,需对其加工过程中的变形量精确预测。基于此,以J-C本构方程为基础,考虑材料热力学动态性能和断裂准则对铣削变形的影响,建立薄壁零件铣削变形量预测模型。利用UG软件建立铝合金7050-T7451薄壁特征工件。利用Deform-3D对材料本构模型、切屑分离和切屑断裂等进行描述,形成铣削加工有限元模型,对铣削变形量进行预测。进行薄壁件铣削试验,对比仿真预测结果与实验测量结果,证明了预测模型的可行性。     

薄壁件残余应力变形仿真预测与切削参数优化

针对薄壁件铣削残余应力变形难以准确预测的问题,提出了一种仿真预测方法,并在此基础上研究了薄壁件铣削切削参数优化方法。首先,提出了基于工况映射与薄壳应力贴合的残余应力变形仿真预测方法,实验结果表明该方法能够有效预测薄壁件的加工残余应力变形。在此基础上,利用支持向量回归机建立了基于切削参数的残余应力变形响应预测模型;然后,根据所建立的预测模型,采用遗传算法,以残余应力变形为约束、最大加工效率为目标对工艺参数进行优化。结果分析表明,该优化方法获得了最优的加工参数。     

钛合金薄壁件超声振动辅助铣削工艺研究

在钛合金薄壁件的铣削加工过程中,存在薄壁件变形大、加工精度低等问题,为此,提出了一种基于超声振动的辅助铣削加工工艺方法。首先,分析了钛合金材料的切削变形机理,得到了影响工件变形的关键因素,为后续参数指标分析提供参考;然后,利用ABAQUS有限元仿真软件,对钛合金薄壁件的形变和受力情况进行了分析,讨论了超声振动的作用机理及其对切削力的影响;最后,在超声辅助条件下,通过单因素试验,研究了不同工艺参数对薄壁件铣削形变量的影响规律。研究结果表明：超声振动辅助加工可有效解决薄壁件铣削变形问题,大幅提高其加工精度;随着主轴转速和超声功率的增加,薄壁件的变形量呈逐渐降低的趋势;而随着进给速度的增加,薄壁变形量呈逐渐增加的趋势。该试验结果与仿真结果基本一致,与理论值的平均误差在5%以内,由此可见,该结论可为钛合金薄壁件铣削加工中参数的选择和优化提供参考。     

盖板件高效铣削表面粗糙度预测与工艺参数优化

为了保证7075铝合金盖板件铣削表面质量和提高铣削加工效率,进行工艺参数优化,通过响应曲面法(RSM)构建铣削加工表面粗糙度预测模型,分析铣削工艺参数对表面粗糙度的影响规律。基于表面粗糙度预测模型建立高效铣削工艺参数优化目标方程,采用改进的粒子群算法(PSO)对目标方程进行优化,运用优化后的工艺参数对某盖板件进行铣削加工。试验结果表明：采用优化后的工艺参数进行盖板件铣削加工可以满足表面粗糙度要求,验证了预测模型的准确性和改进PSO方法的可行性。     

刍议铝合金薄壁件铣削加工精度控制

随着科学技术的快速发展以及生产力的不断提高,航空航天等行业领域发展迅速,其对产品结构件的性能提出了更高要求,而铝合金薄壁件因其具有较高的导电、导热、耐腐蚀、比强度高等性能而被广泛应用在航空航天领域。本文通过简析铝合金薄壁件,分析影响铝合金薄壁件铣削加工精度的因素,研究铝合金薄壁件铣削加工精度控制实验,提出加强铝合金薄壁件铣削加工精度的路径探索,以帮助人们正确认识和科学设计铝合金薄壁件加工工艺,并对薄壁件加工过程中的变形情况进行精准预测,从而有效提高铝合金薄壁件铣削加工精度。     

轨道车辆薄壁铝型材的典型加工工艺

从铝合金材料的性能及工艺特点入手,介绍了轨道车辆所用铝合金材料,并列举了几种典型薄壁铝型材的截面结构。阐述了薄壁铝型材件的加工设备选型、铣削刀具选用和夹具布设的工艺设计过程,从加工余量、铣削力和铣削热等方面对薄壁铝型材的加工工艺进行了探讨,提出了影响薄壁铝型材加工质量的主要因素——变形,而影响变形的主要因素是装夹方式。总结出了装夹方式、选用刀具和铣削参数等合理的加工工艺方案,解决了轨道车辆薄壁铝型材的加工变形和薄壁撕裂等问题,提高了成品合格率．     

基于ANSYS Workbench的薄壁件加工工艺优化

针对铝合金薄壁件加工变形的难题,通过分析工件变形的影响因素,采用ANSYS有限元对工艺优化前后的力学模型进行分析,并与试验结果进行对比。结果表明:采用边缘增材方法可以显著增强工件的刚度,从而减小薄壁件变形量。     

基于MSC.Marc的功能主模型检具薄壁件加工让刀变形预测

通过Kistler动态测力仪准确得到铣削力边界条件,并基于有限元分析软件MSC.Marc,对功能主模型检具铝合金薄壁件加工让刀变形进行有限元预测,获得铝合金薄壁件最大让刀变形的位置和变形量,以及让刀变形随刀具移动的变化规律,为功能主模型检具制造工艺的技术改进提供理论依据。     

单齿飞刀铣削航天薄壁件加工工艺优化研究

针对航天薄壁件加工过程中的变形问题,基于正交试验方法优化航天薄壁件飞刀铣削参数组合,采用极差分析法并绘制试验指标与各试验因素间的关系曲线图得出了各因素对加工质量的影响程度,并以此为基础优化参数,进行航天薄壁件铣削加工工艺优化研究。试验表明:主轴转速n和刀具圆弧半径r对工件表面质量影响较大,且各因素对表面粗糙度的影响程度大小顺序为:主轴转速、刀具圆弧半径、刀具后角、进给量、背吃刀量。采用优化后的工艺参数加工试验,当r=1.1mm、a0=8mm、f=8μm/r、ap=1μm和n=950r/min时,得到了表面粗糙度Ra为72nm的质量表面。     

TiAI合金薄壁件铣削加工切削力与表面粗糙度研究

钛铝合金是一种新型的轻质高温结构材料,拥有良好的物理和力学性能,适用于航空发动机叶片等领域.通过用球头铣刀铣削加工钛铝合金薄壁件的正交试验,分析了切削参数对铣削钛铝合金薄壁件切削力和表面粗糙度的影响,建立了基于切削参数的切削力及表面粗糙度的指数预测模型.研究表明,对切削力的影响因素重要性由大到小依次为轴向切深和每齿进给...     

铣削力预测方法和影响因素综述

为减少航空发动机薄壁件铣削加工过程中的加工变形,提高加工质量,需对铣削加工过程中的切削力进行预测。因此,综述了多远回归分析预测模型、微元铣削力预测模型、有限元预测模型和人工神经网络预测模型,并对切削用量、刀具几何参数、工件材料、冷却作用、刀具材料和刀具磨损对铣削力的影响进行了分析。     

基于BAS-BP的铝合金弱刚性零件铣削力的预测

为减少薄壁零件的加工变形，实现对铝合金薄壁零件铣削力的精准预测，通过响应曲面法设计相关试验获得铣削力试验数据。针对传统BP神经网络预测精度不高的弊端，将天牛须寻优算法(BAS)与BP神经网络结合，优化BP神经网络初始权值和阈值，建立BAS-BP神经网络预测模型。结果表明，改进后的神经网络预测模型具有更高的预测精度，对铝合金零件加工中铣削力的预测有较为理想的效果。     

GH4738高温合金薄壁弧形零件切削参数优化

复杂特征的薄壁弧形类零件被广泛应用于航空航天工业中,如封严环、涡轮外环等,主要以数铣削加工方法为主,但加工效率低。为获得GH4738高温合金薄壁件的最佳精度和效率的切削参数,以典型薄壁件为试验对象,采用均匀设计实验法,分析切削参数(进给速度v_s、切削速度v_w和切削深度a_p)对残余应力变形量的影响。采用二级逐步回归数学方法建立切削参数与残余应力变形量的预测模型,构建了以加工时间和变形量最小的多目标优化模型。以典型薄壁弧形零件为例,利用粒子群算法优化了切削参数,试验结果表明,使用优化的切削模型加工可以提高加工效率和精度。     

基于变形控制的薄壁结构件高速铣削参数选择

首先对国内外有关研究薄壁件铣削加工变形的文献进行了回顾。然后,对不同切削参数下铣削力变化规律以及因铣削力引起的加工变形进行了理论分析与试验研究,并以此为基础提出了薄壁件高速铣削切削参数选择原则。试验结果表明,采用优化的切削参数不仅使薄壁件加工精度得到了保证,加工效率也大大提高。     

基于多岛遗传算法的环形薄壁铝合金零件铣削参数优化

在对环形薄壁铝合金零件进行铣削加工过程时,薄壁铝合金零件局部区域存在变形量大的问题,为此,提出了一种采用多岛遗传算法对薄壁零件铣削参数进行优化的方法.采用有限元分析软件,对该区域进行了三维铣削仿真,获取了铣削力参数;基于Isight平台,以铣削力为优化目标,以主轴转速、径向切深、轴向切深3个铣削参数作为优化变量,采用最...     

铝合金航空薄壁件数控铣削加工变形预测与分析

在分析铣削加工中材料的变形机理、薄壁件数控铣削加工变形的基本特点的基础上,建立了集成于专业CAD/CAM/FEA系统的薄壁件数控铣削加工变形预测框架,以典型铝合金航空薄壁件数控铣削加工变形进行了预测与试验验证.     

薄壁高缘条高效稳定切削技术研究

针对飞机结构件薄壁高缘条工件加工过程不稳定且效率低的问题,通过Abaqus软件进行有限元仿真分析,构建具有不同加工余量的切削变形分析模型,研究加工余量对薄壁让刀变形量的影响规律;进行薄壁铣削切削速度、每齿进给量、轴向切深单因素试验,测试切削过程振动加速度,观察表面是否出现振纹,研究切削参数对薄壁高缘条铣削振动影响并进行参数优化,然后选取优化的参数分别按照单侧铣和"吃水线"铣方式进行铣削试验,对比分析两种切削方式薄壁振动情况,形成薄壁铣削加工高效稳定切削方案。     

薄壁铝合金箱体零件数控加工技术研究

针对某薄壁铝合金箱体零件因侧壁过薄易装夹变形与铣削变形导致精度降低的问题,设计了专用夹具并进行有限元分析,使装夹变形量从0.015 7 mm减小到0.005 98 mm,减小了61.9%;通过Design-Expert软件建立参数样本并生成目标函数,采用人工蜂群算法对目标函数进行优化,获取了一组铣削合力最小的铣削参数组合并输出预测值,利用ABAQUS软件对所输出参数进行仿真模拟,使铝合金薄壁箱体的铣削合力减小了35.3%;最后进行了实际加工实验,对零件尺寸进行测量,均符合公差范围。研究表明该方法对薄壁铝合金箱体零件提高加工尺寸精度有重要意义。     

航空铝合金7075-T7451薄壁件铣削加工模拟及变形预测

在考虑刀具变形、工件及刀具材料性能参数的基础上,建立了三维斜角切削力有限元模型,利用有限元分析软件ABAQUS6.8对航空铝合金7075-T7451材料进行了铣削仿真模拟,获得了切削力、工件变形情况、上层材料对下层材料切削力的影响、切屑形状与大小等规律。其次,针对航空铝合金7075-T7451材料铣削过程进行了切削试验,结果表明所提出的切削力有限元模型具有可行性,可以有效地预测薄壁件的铣削加工变形。     

铝合金薄壁件高速铣削加工中铣削力的建模与仿真

对铝合金薄壁件在高速铣削加工中的变形进行了分析,在已有的研究基础上建立了新的动态铣削力模型,并进行了铣削力的预测与仿真,通过铣削力仿真结果的分析得出,在薄壁件铣削加工中合理的选择刀具齿数、切深、每齿进给量等因素,对提高工件表面质量是很有效的。