铝合金薄壁件高速加工变形误差预测技术的研究

• 作 者: 谭昀
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 薄壁件 铣削 变形 参数优化

薄壁结构零件由于具有重量轻、整体性能优越等特性在航空航天工业中得到了广泛应用。但是由于其刚度较差,切削加工中在切削力的作用下,易产生加工变形,造成壁厚上厚、下薄、尺寸超差现象,难以保证其加工精度。因此,实现薄壁件加工变形的预测和控制具有重大的理论意义和工程应用价值。随高速切削技术的发展,其优越性越来越明显。由于高速加工具有的特别适合加工薄壁整体结构件的小切削力、小残余应力、加工质量和效率高等优点,应用高速加工技术控制薄壁件加工变形已成为一种非常有效的方法。基于上述背景,本文做了如下研究:从金属切削原理入手,基于铝合金材料YL12的机械加工性能,分析了薄壁件加工变形机理。通过四因素回归正交试验法建立了铣削力模型,并根据铣削力特征建立了数控加工铣削力力学数值计算模型。研究了典型薄壁框体铣削加工中的变形问题。通过建立有限元变形分析模型,结合铣削加工实验,获得了典型框体薄壁件加工变形的基本规律,得到一些具有指导意义的结论,为提高生产率和进一步研究控制薄壁件加工变形提供了依据。最后基于上述研究结果,本文对于铝合金的加工提出了合理的切削参数选择方法;对于铝合金的加工,本文以切削力和表面加工质量为约束,以最大的生产率和最低生产成本为优化目标,对切削参数进行了综合优化,令使用者可以根据实际需要选择不同的切削参数。