复杂薄壁零件数控加工变形误差控制补偿技术研究

高性能航空发动机整体叶盘、大小叶片转子、离心叶轮、叶片等零件广泛采用钛合金薄壁结构。加工过程中的切削力、残余应力将产生零件加工变形及加工误差。本文重点讨论了薄壁零件加工过程中的切削力建模和工件加工表层残余应力的分布规律,提出了对叶盘零件加工变形误差的补偿方案。通过建立精确的切削力、残余应力预报模型,对切削加工过程进行力学仿真,优化切削参数、补偿刀位轨迹,进而实现薄壁结构叶盘零件的精密数控加工。     

薄壁深腔铝合金零件的铣削加工参数研究

为确定薄壁深腔类铝合金叶轮形状零件的铣削加工参数,进行了切削深度和切削误差之间的单因素试验,以研究切削深度和切削误差之间的关系,找出在满足许用误差下的最大切削深度。结果表明,虽然随着切削深度的减少其尺寸误差也降低,但是随着进给速度的增加也会带来形状误差的增加;经过计算最终找出了最合适的切削深度和进给速度的参数。     

航空薄壁零件数控铣削加工仿真与误差控制

薄壁零件机械加工变形和误差是难以解决的课题.以高精密薄壁零件天线底板的数控加工为研究对象,进行建模、仿真、分析、加工试验与测试,研究了航空薄壁件数控加工误差控制方法.以主动预防和控制加工误差的思想为指导,将几何仿真与物理仿真融为一体,综合采用切削参数局部调整、刀具路径修正改进等改进方法,减小加工变形,改进工艺质量.改变传统加工中依赖经验、定性和保守的工艺方案,有效减少物理加工实验次数.采用优化工艺方案,大大减少工艺质量成本,缩短制造周期.     

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.     

薄壁零件精密数控铣削关键技术研究

针对薄壁零件铣削加工误差产生的主要原因,从制造工艺方面,分析和讨论了薄壁零件数控铣削加工过程中涉及到的工艺路线、走刀策略、切削参数以及装夹方式等对加工质量和加工效率的影响,介绍了减小薄壁零件数控铣削加工变形,指出了提高其加工精度和表面质量的技术方法和工艺措施.     

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。     

基于ABAQUS的薄壁圆筒零件车削加工变形补偿计算

利用有限元技术提出了薄壁零件车削加工变形补偿量计算的新思路:建立了薄壁圆筒零件车削加工的三维有限元模型,结合切削力计算公式、测量点的变形数据,借助ABAQUS二次开发技术(PYTHON语言)计算刀具补偿量.首先试验加工零件,通过记录零件加工前后尺寸,可以计算出变形量,然后建立参数化有限元模型,利用ABAQUS多步计算出加工过程中刀具受力点的支反力,通过数值方法(如最小二乘法、线性回归法)归纳出切削力计算公式,最后利用Abaqus软件的数据输入输出接口,修改工件车削加工的输入参数,通过多步循环施加栽荷,计算工件的弹性变形和刀具的实际吃刀深度,即可确定刀具轨迹.试验表明:所得计算结果可以直接应用于薄壁圆筒零件加工变形补偿,实现了刀具轨迹和切削参数的优化.     

薄壁零件的变形分析和加工精度控制

薄壁零件的刚性差,加工中容易变形,不易保证零件的加工质量。通过分析薄壁零件的特点,分析了防止和减少加工过程中薄壁零件变形的工艺措施。同时提出采用高速切削技术及有限元仿真技术,可以提高薄壁零件的加工效率及加工质量。     

薄壁零件绿色加工技术的研究

详细讨论了薄壁零件的绿色加工技术.针对薄壁零件刚性差、加工工艺性差、易发生加工变形和切削振动等情况,采用了高速加工技术,改变了工件的装夹方式,优化了编程策略,选择了合适的切削刀具,采用了最佳的切削工艺,实现了薄壁零件的高速切削.这种加工技术生产效率高,加工表面质量好,环境污染小,符合现代绿色加工的发展趋势.     

薄壁铝合金高速铣削工艺寻优及模拟仿真

本文详细讨论了薄壁零件的加工技术.首先,以CAXA软件为技术平台,自动生成零件的刀具路径,并进行了模拟仿真加工;针对薄壁零件刚性差、强度弱、加工工艺性差、易发生加工变形和切削振动等情况,决定采用高速加工技术.通过对机床、刀具、工件以及切削参数等进行全面分析,采用了刚度大的高速切削机床,并选择了合适的切削刀具.通过改变工件装夹方式,优化编程策略和合理选用切削用量,实现了薄壁零件的高速干式切削.     

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。     

数控车削误差反贴补偿实验研究

为发挥数控车床的加工工艺潜能、充分利用其自动控制功能,将切削变形误差量反贴到理想零件的轮廓上形成"误差零件", 并按"误差零件"编程修正切削变形误差,实现切削过程反向变形补偿的数控车削新工艺.实验结果表明,这种工艺可以将切削变形误差减少到原来误差的1/3～1/4.采用这种办法可修正由工件加工变形引起的误差,使车削变形误差可控,为发掘数控车床的加工能力提供新思路.     

飞机铝合金薄壁件的加工质量研究

在薄壁件切削加工过程中的加工变形和良品率低等问题成为了影响零件的加工精度和生产率的主要因素。因此,研究薄壁件加工中变形误差较大和良品率低等问题在理论研究和实际应用中都具有重大意义。对于铝合金薄壁件主要采用实验研究和限元分析相结合的方法,分析数控加工中薄壁件加工质量的主要影响因素,并论述了加工过程中,从加工工艺方案、装夹方案、刀具的选择和走刀路线等方面控制薄壁件的变形、加强加工过程中其刚度的具体改进措施,以提高薄壁件加工效率和质量。     

薄壁盘类零件超声振动车削实验研究

薄壁盘是典型的弱刚度轻量化零件,其壁厚很薄(最薄处仅0.3 mm),型面面积较大,故刚性较差。在切削过程中,切削力导致的型面变形是薄壁盘类零件加工的主要难题,传统加工方法很难得到高精度和高质量的产品。利用超声振动切削技术尝试进行弱刚度薄壁盘加工,在自行搭建的实验平台上对超声振动车削和普通车削加工薄壁盘进行对比实验。结果表明:与普通车削相比,超声振动车削可显著减小切削力和切削变形,大幅提高加工质量,同时具有断屑特性,是加工薄壁盘类零件的有效方法。     

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.     

薄壁件射流镜像加工变形补偿研究

低刚度薄壁件在切削加工过程中因切削力而容易产生切削变形和切削振动等尺寸误差,文章对薄壁件在加工过程中受到的力进行分析,并针对薄壁件在切削过程中因受切削力作用而产生尺寸误差的现象,提出一种应用水射流镜像加工薄壁件的方法,以此减小薄壁件的尺寸误差。最后,通过实验验证了水射流镜像加工技术可有效的提高薄壁件的加工精度。     

电火花线切割加工薄壁零件热弯曲的形成机制及实验研究

电火花线切割被广泛认为是一种热物理蚀除工件材料的加工方式,具有不受材料硬度限制、表面质量高和无切削应力等优点。然而,热物理蚀除方式会在工件内部形成热应力,在加工薄壁类零件(厚度小于2 mm)时会体现为热弯曲变形,限制了电火花线切割加工在精密薄壁类零件领域的应用。通过电火花线切割加工薄壁类零件的热平衡分析,揭示薄壁类零件热弯曲的形成机制。设计正交实验,采用方差分析方法,分析加工工艺参数对薄壁类零件热弯曲变形的影响规律,并阐明这些影响规律形成的根本原因。根据方差分析结果,得到的热弯曲变形最小的加工工艺参数组合。实验结果表明:最优加工工艺参数组合可使得热弯曲变形减小到37.0μm。     

3Gr13不锈钢薄壁套筒零件的车削加工技术研究

针对3Gr13不锈钢薄壁套筒零件刚性差、难以切削的特点,对装夹方式、刀具材料、刀具几何角度、切削用量和冷却液5个方面进行研究,旨在减少工件变形,提高表面质量。实验结果显示:以增强薄壁件径向刚度为理念设计的专用夹具,有效解决了薄壁件在切削加工中易变形的难题;以切削理论为依据,运用正交实验法选择的加工参数,能显著提高3Gr13不锈钢薄壁件的表面质量和刀具耐用度。     

钛合金侧铣加工残余应力与变形研究北大核心

为研究加工残余应力对钛合金薄壁结构变形的影响,利用有限元软件建立2D切削模型,分析每齿进给量与刀具刃口半径对加工表面残余应力的影响。利用切削仿真得到的残余应力对薄壁件进行变形仿真分析;分别以每齿进给量0.06、0.08 mm进行闭腔侧铣试验。结果表明:与实测值相比,仿真表面残余应力误差约为20%、最大变形量误差约为12%。所提方法具有一定的可靠性与可行性。     

初始残余应力对薄壁回转件加工变形的影响

为了研究毛坯初始残余应力对7075铝合金薄壁回转结构件加工变形的影响,采用有限元仿真和试验验证结合的方法,利用ABAQUS顺序耦合热应力分析对铝合金薄壁回转结构件的淬火过程进行研究,得到毛坯的初始残余应力,并进行了毛坯的初始残余应力测量试验,再用有限元方法仿真了切削过程,并进行切削试验。结果表明,有限元仿真结果与测量结果数据相近,初始残余应力误差最大为16.85%,工件的径向变形量误差最大为0.033mm,毛坯初始残余应力对7075铝合金薄壁回转结构件的加工变形有着显著的影响,同时验证了有限元模型的准确性,可为后续的加工参数进行优化和预测,对实际生产具有一定的参考价值。