航空薄壁结构件铣削加工变形数值模拟分析

针对广泛应用于航空航天制造业中的整体薄壁结构件刚性差、易产生加工变形,从而难以保证其加工品质的问题,基于金属切削原理的物理仿真,采用Production Module 3D仿真软件对工件的加工变形进行数值模拟,并与相同条件下的试验数据进行了对比验证,仿真结果与试验数据基本相符.在验证了仿真模型的有效性前提下,研究了走刀路径、切削用量和刀具结构参数对薄壁零件加工变形的影响,获得了其加工变形的规律.所做研究为通过改善加工工艺、优化切削参数和优选刀具来控制加工变形提供了理论依据.     

航空结构件数控加工变形及其控制策略

航空结构件加工变形直接影响了结构件的高效、高精加工,这也是航空结构件加工制造所面临的挑战。在对航空结构件分类的基础上分析了航空结构件数控加工变形的机理,指出残余应力、切削力与切削热、工件装夹条件、切削走刀路径等直接影响了数控加工变形。对航空结构件数控加工变形实施控制,具体措施为控制残余应力、优化加工参数、优化走刀路径和优化装夹布局等,为航空结构件数控加工变形控制提供参考。     

航空薄壁弧形框加工变形控制方法研究

航空结构件在数控铣削加工过程中的加工变形问题是航空制造领域的共性难题。通过分析零件加工变形机理,综合运用塑性变形消除、加工应力控制、预应力装夹、滚碾校正,形成了一整套加工变形控制方法。该方法已在国内某大型航空企业航空薄壁弧形框数控加工中取得了良好的应用效果。     

面向加工变形控制的航空整体结构件拓扑优化设计方法

在毛坯制造过程中,材料力学性能的非均匀性导致铝合金厚板内产生残余应力,以致在后续的高速切削加工过程中,随着材料的大量去除,残余应力的释放使得整体结构件发生变形,严重影响着整体结构件的尺寸稳定性。当初始残余应力水平及状态一定时,随着从毛坯上去除材料切削成形为不同的零件结构,零件变形会表现出不同的形式。因此,研究零件变形与零件结构形式之间的关系对于实现加工过程的高效化和精密化至关重要。首先,通过铝厚板的材料去除等效为残余应力的释放,利用弯曲变形理论建立铝厚板厚度方向上加工变形的解析分析模型及有限元分析模型。通过航空企业现场加工、测试零件后可知：加工变形的解析值、仿真值与测量值相比,无论是幅值水平还是变形曲线,解析值与仿真值完全吻合,而两者与实验值之间仅存在不到10%的幅值误差。其次,为了使得加工变形达到最小,构建以结构体积为约束的拓扑优化设计模型,通过利用一系列凸显式子问题逼近目标和约束函数,构建拓扑优化模型的MMA求解技术。最后利用所提出的优化方法计算出C919直梁件的结构,优化前、后的加工变形分别为22.02 mm与0.7414 mm,在相同的材料去除量情况下,通过优化结构可以使得加工变形减小96.63%。     

薄壁零件数控加工变形仿真

介绍用COSMOS软件仿真数控加工变形的实例 ,为优化数控加工工艺参数 ,减小加工变形 ,提高加工质量提供了一种途径     

残余应力对航空整体结构件加工变形的影响分析

基于理论计算和有限元模拟,研究了毛坯的初始残余应力对大型整体结构件数控加工变形的影响,对单向 应力作用的矩形截面梁在剥层过程中的变形挠度值进行了求解。结果表明,理论解与有限元计算值是一致的。面 向工程应用,采用ABAQUS有限元软件模拟了残余应力对隔框类整体结构件加工变形的影响,并进行了试验验证。 有限元仿真结果与试验数值非常吻合。最后,根据工件加工变形的有限元模拟结果,提出了提高整体结构件制造 精度的工艺措施。     

残余应力作用下的航空整体结构件加工变形仿真

铝合金预拉伸板在成型过程中会产生较大的残余应力,在切削过程中毛坯的初始残余应力的释放对整体结构件的宏观变形有重要的影响。在弹塑性力学的基础上,综合运用Hypermesh和ABAQUS建立残余应力单因素作用下的三维铣削仿真加工变形场的有限元模型,利用生死单元技术模拟了材料的去除,分析了铝合金板材材料去除过程中残余应力释放引起的加工变形规律。并且运用Hypermesh提高了有限元前处理的速度,解决了复杂模型的残余应力加载困难与单元去除困难的问题。     

航空薄壁结构件数控加工变形控制研究

加强航空薄壁结构件数控加工变形控制,充分掌握可靠信息及关键因素,在提高航空薄壁结构件加工效率方面意义重大。因此,探究了结构件数控加工变形原因,分析了数控加工变形控制策略,旨在保障结构件质量。     

非对称隔框类航空薄壁结构件加工变形控制

针对非对称隔框类航空薄壁结构件加工变形问题,采用数值仿真方法构建结构件铣削加工过程有限元模型,探究隔框加工顺序、装夹方式等对工件整体变形的影响规律,提出相应的变形控制策略,并开展试验验证.研究结果表明:对于非对称隔框类薄壁结构件,可充分利用未加工部分的刚性支撑作用,先从工件刚度相对较弱区域开始加工,减小弱刚性区变形;在...     

航空结构件残余应力释放引起加工变形的数值模拟

航空铝合金结构件毛坯在成形过程中产生很大的残余应力,使其在后续机械加工过程中极易发生翘曲变形,采用有限元数值模拟技术,建立了航空铝合金板材残余应力释放引起加工变形的力学模型,分析了在7075T7351铝合金板材材料去除过程中残余应力释放引起的加工变形规律,并针对7075T7351隔框零件进行铣削加工变形实验研究,并与有限元模拟结果进行比较,验证了数值模拟结果具有较高的精确度。     

一种数控加工零件位置的精确找正方法

提出一种数控加工中准确确定零件位置的找正方法.     

数控加工仿真中毛坯数据模型

在NC仿真中,毛坯的三维图形处理是一项关键技术.一方面要实现几何造型的显示功能,另一方面还要求三维图形具有可加工性,加工成品的信息具有可记录性.设计了一种能够记录毛坯(工件)形状变化信息的数据结构,有效地实现了NC仿真中毛坯形状动态数据管理.     

小直径多深孔的数控加工

结合实例,探讨了小直径钻头的选择与使用及深孔钻编程中涉及到的加工工艺、参数设置等技术问题,对网孔镶件的小直径深孔数控加的注意事项等方面提出了合理的建议。     

数控加工误差机理与控制方法研究

通过对球形刀三轴联动数控端铣加工误差理论分析,找出数控加工过程中影响工件加工精度的因素,提出控制该误差的五个途径．为数控加工精度的有效控制提供了系统的理论依据。     

五轴数控系统联动控制方法研究

提出了多轴联动控制的新思路,通过对五轴数控系统模型的分析,建立坐标系,根据坐标变换理论,推导出五轴数控系统的顺运动学数学模型。通过求解雅可比矩阵及广义雅可比逆矩阵,得到五轴数控系统各轴的运动量,实现联动控制。计算机仿真结果表明,此方法能够实现五轴数控系统的高精度联动控制。     

数控加工过程仿真系统的研究

在数控加工过程仿真系统中,传统的基于功能的结构化方法因功能的扩充,删除及修改困难,导致仿真系统可扩充性和可维护性差,已无法满足数控加工过程仿真系统开发的要求,而面向对象技术的数据封装,继承和多态机制满足了仿真系统的可重用性,可扩充性的要求,使数控加工过程仿真系统能对不同的仿真对象进行仿真。本文运用面向对象方法对数控机床的功能,结构和组成进行了分析,建立了数控加工过程仿真系统对象模型,体系结构和仿真     

数控加工可视化仿真系统研究与开发

在简述数控加工仿真的研究现状和存在问题的基础上，提出研究与开发将数控加工几何仿真和物理仿真两者相结合的数控加工可视化仿真系统。并详述NC程序的计算机分析与处理方法、数控加工可视化仿真环境建模技术以及数控加工过程可视化仿真的实现原理。建立了零件表面误差数学模型，预测三维零件的表面加工质量，实现了仿真结果的可视化。     

宏程序在数控加工中的应用

用宏程序指令加工有一定数学规律的零件,在数控加工中应用非常广泛.如何在加工过程中,按照有规律的数学关系和合理的工艺,编制出正确高效的加工程序是非常重要的.以典型实例介绍宏程序编程的应用和技巧.     

自由曲面数控加工动态仿真研究

在VC++6.0平台上采用OpenGL技术开发一种自由曲面数控加工过程仿真系统。该系统可根据自由曲面的不同造型,规划出适当的刀位轨迹,生成G代码;实现交互控制,完成设计曲面的成型加工,并动态显示加工路径。