钛合金薄壁框架铣削变形控制技术研究与应用

钛合金薄壁框架结构呈弱刚性,加工精度高,加工过程中易产生铣削变形和装夹变形,所以对加工工艺的要求极高。为了提高钛合金薄壁框架的加工质量,控制加工过程中产生的铣削变形和装夹变形,通过分析切削三要素、刀具路径、工件结构、工艺系统刚度、残余应力对铣削变形的影响,分析工艺装备对装夹变形的影响,制定了优化切削三要素和刀具路径、增加工件刚性和工艺系统刚性、减少工件残余应力等控制铣削变形和装夹变形的措施,并应用在钛合金薄壁框架加工中。加工结果表明,采取上述控制措施,可减小钛合金薄壁框架的铣削变形,提高加工质量。     

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。     

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。     

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。     

铝合金航空薄壁框铣削变形预测研究

铝合金航空薄壁框刚性差,铣削加工过程中极易产生加工变形,影响工件加工精度和生产成本。本文利用有限元方法,模拟分析了铣削力对航空薄壁框类零件加工变形的影响,从控制航空薄壁框铣削加工变形的角度出发,分析了不同框体尺寸航空薄壁框的铣削应力与加工变形情况,得到了加工变形规律。本研究可为预测和控制航空薄壁框类零件的加工变形提供方法和依据,对航空薄壁框类零件的结构设计、缩短研制周期和进一步提高生产率等都具有重要意义。     

铝合金薄壁件数控铣削加工变形试验与分析

薄壁工件刚度差,在数控加工过程中在切削力的作用下极易产生加工变形,影响工件加工精度和成本。在THA5656立式加工中心上对铝合金材料LY12CZ方形直侧壁工件变形进行了试验研究,并进行误差分析。通过正交试验,研究薄壁件在铣削精加工过程中各个切削用量情况下工件的变形情况,为提高生产率和进一步控制加工变形和验证加工过程计算机仿真模型提供依据。     

钛合金薄壁件铣削试验及相关铣削力模型的研究

为研究钛合金薄壁件铣削工艺,设计了钛合金薄壁件四因素-四水平正交铣削试验,通过对所得数据(切削力和粗糙度)进行极差分析,获得了各加工参数对铣削力的影响;同时建立了钛合金薄壁件切削力经验公式和粗糙度经验公式,为后续的钛合金薄壁件铣削加工提供了理论研究基础。     

切削参数对弯曲薄壁件变形规律的有限元仿真

钛合金薄壁件在切削加工时易产生弹性变形,降低薄壁件的加工质量。针对钛合金弯曲薄壁零件加工易变形的问题,建立了薄壁零件的有限元模型,研究了刀具在加工零件时不同位置和不同切削参数下对薄壁零件铣削变形的影响,确定了零件的最大变形点,并运用多指标正交试验确立了最优的刀具切削参数。     

薄壁腔体类零件加工变形问题工艺研究

薄壁腔体零件的铣削加工变形是影响产品加工质量的重要因素。在微波测试仪器中广泛采用薄壁腔体类零件,此类零件一般都具有结构复杂、加工难度大等特点,而且在加工过程中容易产生较大的变形,难以保证加工精度和表面质量。在工艺研究中,采用粗、精铣削加工分离的工艺流程,低温去应力退火的热处理方式以及采用“无应力”装夹方式等工艺方法的改进,减小零件在铣削加工过程中的变形,从而提高了零件的加工精度和表面质量。     

自由曲面铣削误差预测

在航空航天工业等行业中,对于复杂薄壁曲面零件,极易产生由工件变形引起的加工误差,这直接影响了零件的加工精度及表面质量。本文研究了薄壁叶片型面精加工切削过程中工件变形对加工精度的影响:首先利用正交试验求出球头铣刀的铣削力公式,进而结合有限元方法,编写柔性切削变形迭代算法,计算出薄壁叶片的最终变形量,并分析了叶片的变形规律,这对提高叶片加工精度具有重要的实际应用价值。     

钛合金精密零件镗铣加工工艺

对钛合金精密零件加工工艺技术的研究,通过选用适合加工钛合金材料的刀具、切削要素,提高钛合金精密零件加工质量,通过制定合理的热处理参数及工艺流程消除零件加工应力,稳定零件加工尺寸,选用合适的定位方式消除零件的加工过定位,保证零件加工尺寸精度,试验表明此工艺加工方法可消除零件加工变形,稳定加工尺寸,使钛合金精密零件合格率达到95%以上,从而达到保证零件尺寸精度的技术要求。     

金刚石刀具精密切削钛合金薄壁件试验研究

为满足航空发动机的减重、提高零部件的加工质量和对性能的要求,采用试验的方法,对航空用钛合金薄壁件进行精密切削加工研究,主要以表面加工质量为研究对象,并以其为约束,以提高效率为目的对切削参数进行优化,得到了较为可行的加工参数,并对表面粗糙度的变化规律进行分析研究,同时分析了金刚石刀具在精密切削钛合金薄壁件加工中,刀具磨损初期、中期和后期的磨损形式和成因,研究为实际型号钛合金薄壁零件的加工提供了一种改进加工工艺技术的方法。     

基于Rayleigh-Ritz法的钛合金薄壁件非均匀余量加工变形控制研究

为减小钛合金薄壁件切削加工过程中的变形,提出了一种新型的非均匀余量设计策略。建立了基于Rayleigh-Ritz法的薄壁件铣削加工变形预测数学模型,提出了离散化的余量体积单元设计思路并完成了工件的非均匀余量设计,最后对比分析了不同余量设计策略对薄壁悬臂结构件加工变形的影响。研究结果表明：所提出的基于Rayleigh-Ritz法的离散余量体积单元非均匀余量设计策略对工件自身刚度利用率高,表面加工误差分布一致性好,且对控制最大表面加工误差具有更优的效果。     

薄壁零件切削稳定性的研究现状

高速切削技术的发展,使得薄壁结构件的高效、精密加工成为可能。但是,由于薄壁件的刚性较差,在加工过程中很容易发生变形。因此,薄壁零件的切削稳定性一直是高速切削加工领域内的一个难点。本文对于薄壁件切削稳定性的研究现状进行了讨论,并分析了薄壁件加工过程中加工变形的影响因素。     

高温合金薄壁盘复杂零件加工变形控制方法

薄壁盘由于材料刚性较差等原因难以确保零件加工精度，容易引起变形，对此，提出了高温合金薄壁盘复杂零件加工变形控制方法。分析零件加工过程中产生的变形因素，包括夹装方式、刀具性能参数、工件自身因素、机床定位精度不够以及温度控制不佳等；确立所有工序历史误差源集合，生成误差传递矩阵，构建变形误差源诊断模型；针对不同误差源，提出针对性控制方法，通过最小二乘多项式拟合算法计算让刀误差，并对其补偿；通过有限元分析法建立工件几何模型，设立刚度控制函数，弥补工件自身缺陷；针对机床定位精度和温度分别设计控制函数，实现零件加工变形的综合控制。实验结果表明，所提方法明显减少了零件加工变形现象，保证了切削力平稳，提高了零件质量。     

Machining of Titanium Alloy (Ti-6Al-4V)—Theory to Application

This article correlates laboratory-based understanding in machining of titanium alloys with the industry based outputs and finds possible solutions to improve machining efficiency of titanium alloy Ti-6Al-4V. The machining outputs are explained based on different aspects of chip formation mechanism and practical issues faced by industries during titanium machining. This study also analyzed and linked the methods that effectively improve the machinability of titanium alloys. It is found that the deformation mechanism during machining of titanium alloys is complex and causes basic challenges, such as sawtooth chips, high temperature, high stress on cutting tool, high tool wear and undercut parts. These challenges are correlated and affected by each other. Sawtooth chips cause variation in cutting forces which results in high cyclic stress on cutting tools. On the other hand, low thermal conductivity of titanium alloy causes high temperature. These cause a favorable environment for high tool wear. Thus, improvements in machining titanium alloy depend mainly on overcoming the complexities associated with the inherent properties of this alloy. Vibration analysis kit, high pressure coolant, cryogenic cooling, thermally enhanced machining, hybrid machining and, use of high conductive cutting tool and tool holders improve the machinability of titanium alloy.     

薄壁工件铣削加工变形的预测

以铣削力模型和ABAQUS有限元分析软件为基础,采用考虑了刀具/工件变形耦合效应、材料去除效应以及工件变形引起铣削力加载点变化等因素的仿真预测方法,建立了薄壁工件加工变形预测的有限元分析模型,并对航空钛合金框体工件进行了铣削加工变形预测及试验验证,仿真结果与试验数据吻合较好。     

高精度薄片环形钛合金齿轮齿坯的加工工艺

针对薄片环状钛合金(TC4)齿轮齿坯加工难题,在梳理薄片环状零件以往加工经验的基础上,凝练出一种薄片环状高精度钛合金(TC4)齿轮齿坯的加工方法,特别适合光学系统中钛合金(TC4)薄片环状隔圈零件的加工,也适用于钛合金(TC4)、高温合金、不锈钢等材料类似零件的加工。     

变速箱泵盖加工工艺开发及应用

通过研究变速箱泵盖薄壁零件的机加工工艺,解决了薄壁件加工易变形、高精度内外圆位置度等技术难点,关键尺寸过程能力满足要求,制造过程稳定,具备了大批量生产的条件。