浅谈航空薄壁结构件数控加工变形的控制
航空薄壁零件变形控制方法的研究

寸稳 定性难 以控制 , 产 品一 次性合格率低 。这现 已成 为我国航 空 生产领 域 中的瓶颈 , 因此 薄壁结构件加 工变形控制技 术 己成
为 飞行 器 制 造 中 亟 待 解 决 的关 键 问 题之 一 。
限 元 模 拟 分 析 预 测 工件 在 铣 削 过 程 中 的变 形 趋 势 和 变 形 量 。 根
据预测 的变 形量将刀 具进 行偏摆 , 并将刀 具偏摆量录入 到数控 程序 中,使 得刀具在 实际切削加工 过程中偏 向工件 偏离方 向 , 从而克服让 刀带来的壁厚不均匀现象 , 实现加工误差 的补偿 。 薄壁结 构件 加工变形 由材料 内应 力所引起 , 选择应 力分布
应优化装 夹方式合 理消除装夹 力对 后 应 力 重 新 分布 , 达 到 新 的平 衡 状 态 , 最 终产 生 加 工 变 形 。由于 重新平衡而产 生塑性变形 , 薄壁 结构件在 加工过程 中材料 去除量 高 , 甚至 能达 到 9 0 %… , 因此残余应 力释 放所 引起 的加工变形尤 为显 著。 ( 2 ) 加工过程 中切 削力 的影 响。板框类薄壁 结构件 的加 工 主要采用铣 削方式 , 材料受铣 刀挤压作用 不断发生剪切 失效后 从材 料基体 上被去 除, 工件与铣 刀前 刀面 、 后 刀面之 间存 在变
好切 削力和零件局部刚度 的关系。降低切 削力和消除零件残余 应力是减小薄壁零件局部加 工变 形的主要途径 。 数控加工理 论 研究和实 际应用 表明高速切 削具有较小 的切 削力 , 从而在加 工
过 程 中产 生 的让 刀 变 形 效 应 较 小 , 同时, 由于切 削热大 部分 由
浅谈薄壁环形件变形控制

浅谈薄壁环形件变形控制薄壁零件的变形控制一直以来都是一个难题,在质量和效率之间更是难于取舍。
文章主要介绍了一些简易的变形控制的方法。
标签:薄壁;变形;控制实际加工中应结合具体条件选择不同的控制方法。
简单易实现的主要有优化加工刀具、优化工艺方案、进给量局部优化、优化切削参数、优化装夹方案等,下面就从以下几方面介绍薄壁零件的变形控制。
1 变形控制对加工工艺的要求1.1 粗加工、精加工分开对加工精度要求较高的薄壁类零件,应分开粗加工、半精加工、精加工进行。
粗、半精、精加工分开,可避免因粗加工引起的各种变形,包括粗加工时,压紧力引起的弹性变形、切削热引起的热变形以及粗加工后由于内应力重新分布而引起的变形。
其目的是为了保证零件的精度及稳定性。
另外,粗、精加工分开,机床设备也可得到合理的使用,即粗加工设备充分发挥其效率,精加工设备可长期保持机床的精度。
1.2 增加时效去应力工序内应力是引起零件变形的主要因素,为防止零件变形,除应严格地按照材料进行热处理,使零件具有较好的组织外,在粗、精加工之间,增加一道时效去应力工序,以最大限度地消除零件内部的应力。
通常采用热时效和自然时效的方法。
这两种方式却都存在弊端:自然时效周期需要达到半年或两年,周期过长;热时效费用高,耗能高,炉温控制难度大,零件易氧化,且易因受热不均导致裂纹,并在冷却过程中产生新的应力。
振动时效是以金属零件固有频率,利用一受控振动能量对工件进行处理,使工件产生应变,达到消除零件残余应力的目的。
1.3 利用零件的整体刚性加工薄壁零件随着零件壁厚的减小,其刚性降低,加工变形增大。
因此,在切削过程中,尽可能地利用零件的未加工部分,作为正在切削部分的支撑,使切削过程处在刚性较佳的状态。
下面举几个例子,如:铣“U”型槽时可以考虑先铣类似成“口”型,最后在把“口”上的横梁铣掉,该方法能有效地降低切削变形及其影响,降低了由于刚性降低而可能发生的切削振动。
如:车加工薄壁时,可在有余量刚性较好时,先将内侧及内槽等加工到位,再加压盖加工外侧等多种灵活利用零件整体刚性的方法。
数控加工薄壁零件的变形分析及控制

1 薄壁零 件 的J j n - r 误差
影响零件加工误 差的因素见图 1 。
机 床 刀翼 工 件
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图 2 薄 壁 框 类 零 件 加 工 简 化 示意 圈
圈 1 影响零件加工精 度的因素
用这 种修理 , 可 以取消 中修 , 简化修 理层次 , 修理速度快 , 质量 高, 因而大 大提高选矿设 备完好率和使用率 , 增加企 业的经济效益 , 也为专业化 维 选矿 设备经常处 在粉 尘浓度大 、 潮湿 、 泥 浆等恶劣 环境下高 负荷设 备工作, 要想使其经 常保持 良好 技术状 态和工作状 态, 就必须下大力气, 修 创 造 有 利 条件 。 另外, 要对 设备的操 作人员和维修人员进 行设备操作技 能培 训及设 加强设备的维护 与保 养, 最大限度的发挥设备的使用价值。维修工作要 备的保养维修技能培训 。 随着矿 山企业的不断发展壮大 , 新技术、 新设备 以可靠性的理论 、 及 时的状态 监测 、 准确 的故障诊断为基础, 要坚持点检 给 设备的管理和使用提 出了更高的要求 , 维修 人员和 设备 制的设备维修 管理方法 , 采用 数据 说话、 标准作业 、 趋势分析 , 通过 点检 的大量投入 , 更新知识, 才能更好 的使用和维修好设备 。 定修数据积 累, 分析出设备零 部件失效的规律, 不断总结经验, 改进和完 操作人员必须提高素质 , 善技术标准 , 做到设备故障早 发现 、 早排除 , 把 隐患消灭在萌芽状态 , 降 4 结 语 低设备故障率 维修 设备时, 要按照设备的性质, 和重要程度, 实行事后 选 矿 设 备 主 要 的 磨 损 . 是 设 备 在 一 定 使用 强 度 和 使 用 时 间 长度 下 , 维修 、 预 防维修、 生产维修 、 状 态维修等模式相结 合, 对设备故障 薄弱环 在外力的作用下实体产生的磨损 、 变形和损 坏的集 中表现。为了减少磨 节, 坚持逢修必改, 杜绝故障重复发生。在高负荷、 强冲击 、 高温环境下使 损, 就要选择合 理的生产工艺和性能优异的设备, 在科学的管理下, 让设 用的设备中, 要改变使用的润滑油类型 , 以提高轴承和运动装置抗冲击 、 备发挥最大的使用 价值 , 为企业创造更大的经 济效益 。 耐负荷 、 耐高温能力, 以减 小磨损 , 延长使用寿命。对于重要的齿轮 , 要改 润滑脂润滑为 自动喷油润滑 , 润滑油在压缩空气作用下 , 吹成微 小颗粒 , 参考文献 喷射到设备摩擦部位上 , 可 以保证润滑油膜的均匀 、 连续 , 同时可 以清除 【 1 ] 季 景强, 选矿 设备 的振荡 、 磨 损与 维护啪. 中国新 技术 新产 品 , 2 0 1 1 , 1 6 ) 摩擦部位表面 的污物 , 有效的减小磨损 。对于低速 、 重载 的轴和瓦 , 可以 ( 采用从轴下方高压喷油润滑 , 高压油 的喷入 , 形成可靠 的油膜 , 托起 转动 【 2 1 冶玉清 . 关于采 选矿及 化工机械 设备保 养措施 的研 究【 J 】 . 科海 故事博 的轴 , 减 小轴与瓦的接触, 避免了磨损发生 。总成互换修理法是 目前公认 览 : 科技 探 索 , 2 0 1 1 , ( 1 0 ) . 的现场维修最佳方法 , 是将磨损 的零部件拆下 , 用 新品修 复进 行更换 , 替 【 3 】 王绍平 近 年来我 国选矿技术发展回顾【 J 】 . 现代矿业 , 2 0 1 0 , ( 6 ) . 换下来的零部件在经济合理 的情 况下修复, 检验合格之后再做利用。采
航空发动机薄壁环形零部件加工变形控制研究

航空发动机薄壁环形零部件加工变形控制研究摘要自改革开放以来,我国的社会经济保持着高速发展,经济体量不断壮大,已经成为世界第二大经济体,而随着经济的发展,科技也在不断进步,航天事业也得到了快速发展。
民航飞机的结构相对比较复杂,涵盖了很多原理,包括了传动、机械、通讯、电机、自动化等原理,而且由于自身特性,所以故障种类繁杂,包括了典型、突发障、预防性等故障,而且对民航飞机飞行质量影响的因素也很多,包括了维护、调度、天气、服务等,其中维护是影响最大的因素。
本文主要分析了航空发动机薄壁环形零部件加工变形控制。
关键词航空发动机;薄壁环形零部件;加工变形控制随着我国经济的不断发展和科学技术的不断进步,航空事业取得了非常大的成就,国产大飞机的推进也在不断加快,国内国际航线也日益繁忙,各地的飞机场如雨后春笋般拔地而起、越建越多。
对于航空发动机而言,薄壁零件是非常常见的零部件,但因为薄壁零件的壁体比较薄,所以在加工时极易发生变形状况,因此控制变形成为需要重点关注的问题,主要需要对质量和效率之间进行取舍。
1 薄壁环形零部件加工变形的原因航空发动机中的薄壁零件,因为自身特征的影响,所以刚性会相对较弱,在机械加工时极易受外力作用而产生变形问题,进而对零件的加工精度产生严重影响。
1.1 装夹力的作用加工航空发动机中的薄壁零件时,因为它的直径较大、刚性较小,所以如果外部产生的装夹力增加,那么就极易在装夹力的作用下,造成薄壁环形的崩溃,并发生变形、损坏等状况[1]。
1.2 残余应力的作用加工薄壁零件时,因为受外界应力的多种影响,会引发零件内部系统被破坏,致使零件内部应力间都平衡打破,进而残余应力逐渐增加。
当残余应力对阻碍进行冲破后,就会进行重新分配,同时作用到部件的各个位置,最终实现新平衡,在这样的反应中,薄壁零件极易受到残余应力的影响进而产生变形现象,最后影响零部件的几何精度、尺寸精度等,使得预计的加工需求及目标很难被有效满足[2]。
航空结构件数控加工变形控制方法探讨

航空结构件数控加工变形控制方法探讨摘要:本论文研究航空结构件在数控加工过程中的变形问题及相应的控制策略。
针对数控加工中的变形机理,分析材料特性、加工工艺及设备对结构件变形的影响。
提出变形控制策略,包括优化加工参数、合理夹持与支撑方式,以及引入补偿技术与自动控制系统。
通过数值仿真和实验验证,预测变形情况并验证控制策略的有效性。
案例分析与实验研究对不同材料与几何结构件的加工变形进行分析,并在航空结构件加工中应用实验。
最终得出有效的变形控制方案,为航空结构件数控加工提供参考。
关键词:航空结构件;数控加工;控制策略1.数控加工中的变形机理分析1.1 材料的物理性质和变形特性材料的物理性质对变形起着关键作用。
航空结构件通常采用高强度、轻质的金属合金材料,这些材料具有较高的硬度和强度,但同时也容易受到应力的影响而产生变形。
材料的变形特性取决于其晶体结构、晶粒大小和晶界的分布等因素,这些因素会影响材料的塑性变形能力和形变行为。
1.2 加工工艺对结构件变形的影响在航空结构件的数控加工过程中,加工工艺是一个关键因素,它直接影响着结构件的变形情况。
加工工艺包括切削参数的选择、刀具的设计与使用,以及切削润滑与冷却等方面。
首先,切削参数的选择对结构件的变形有重要影响。
合理选择切削速度、进给速度和切削深度,能够控制切削时对工件施加的切削力和切削热量。
过大的切削力和热量会导致结构件发生塑性变形和热变形,影响加工精度和形状。
其次,刀具的设计与使用也会对结构件的变形产生影响。
选用合适的刀具材料和几何形状,能够减小切削时对工件的应力集中,降低切削引起的变形风险。
1.3 加工设备与变形关系的分析在航空结构件的数控加工中,加工设备与变形之间存在着密切的关系。
不同类型的加工设备在加工过程中会对结构件产生不同程度的变形影响。
首先,数控加工设备的刚性和稳定性对变形有着重要影响。
加工设备的刚性越高,能够更好地抵抗切削力和振动,降低变形的风险。
铝合金薄壁零件的加工工艺及变形控制探讨

铝合金薄壁零件的加工工艺及变形控制探讨摘要:中国特色社会主义现代化建设所取得的一系列丰富成果,为装备制造业的发展进步提供了有力支持。
铝合金薄壁零件是加工制造业中比较有代表性的零部件之一,它具有整体重量轻、机械强度高、造型美观等一系列优势,在汽车行业、航天航空行业当中发挥着不可替代的重要作用。
但是与此同时,人们也必须要清楚,铝合金薄壁零件的加工难度非常大、很容易发生变形,因此,对铝合金薄壁零件的加工工艺及变形控制进行研究具有一定的现实意义。
关键词:铝合金薄壁零件;加工工艺;变形控制;措施1薄壁铝合金加工变形概述1.1生产加工铝合金薄壁零件的性能和工艺较为特殊,自身有较强的可塑性与粘附性,在生产加工中很难分离切屑,很容易在刀刃上出现“刀瘤”,且实施切削工作的过程中可能会产生晶体颗粒,如出现位移会导致材料发生塑性变形的情况,严重影响到后续的工作。
铝合金薄壁零件的刚性较差,如果在生产加工中所用力度较大,则可能导致零件出现塑性变形,后续难以通过常规手段将其恢复,即便采用特殊手段将其恢复不仅费时费力,而且难以达到后续实际应用的参数要求。
1.2变形控制薄壁铝合金线膨胀系数在0.0000238左右;刚度在0.00001左右,为此加工会受到设备、环境、温度等方面的影响,如切削作业中产生过大的热量而引发变形;机床定位不精确导致偏移而引发变形;生产车间的环境较差也是引发变形的主要因素之一。
机械加工人员加工铝合金薄壁零件通常使用数控机床,一些厚度较薄的零件需要加大关注,对各项标准参数进行控制,为了能够进一步推进后续行业的持续健康发展,需要着重考虑到设备、环境、温度等与金属材料的差异化特点,保证参数精确度符合预期的生产要求,从而有效解决加工伴有的质量问题。
2铝合金薄壁零件的加工工艺随着科技发展,中国的零部件加工技术越来越成熟,对于薄壁零部件的加工能力也在不断提升,铝合金薄壁零件是其中比较有代表性的零部件之一。
铝合金材质决定了该零部件具有比重指数小、比强度指数大的特点,而薄壁结构则导致该零部件的刚性不佳、容易变形,这给铝合金薄壁零件加工带来了一定挑战。
薄壁零件加工变形的原因分析及控制方法

薄壁零件加工变形的原因分析及控制方法摘要:在科学技术水平不断提高的今天,越来越多先进的技术和零件被不断的研发出来,并且在实际的应用过程当中能够发挥出良好的作用。
就从目前的情况看来,薄壁零件自身重量比较轻,整体的结构也比较紧凑,该零件在通常的情况下都会应用于航空、船舶等多种产品当中。
不过,薄壁零件在实际的加工过程当中往往会受到很多因素的影响,从而导致零件变形的情况,进而对产品质量造成很大程度的影响。
为此,相关企业需要对薄壁零件加工变形原因进行充分地分析,根据实际的情况来采取措施进行控制。
关键词:薄壁零件;加工变形;原因;控制前言通过实际的调查发现,现阶段我国航天航空和船舶工业随着社会整体经济水平的提高而得到了进一步发展,在这种情况下它们对生产的零件也有着较高的要求。
为了能够进一步提高薄壁零件的各项性能,相关企业在实际加工过程中要对影响其变形的原因予以足够的重视,并且对薄壁零件的加工特点进行充分地分析和了解,这样才可以对其进行有效地控制,为企业带来一定的经济效益。
一、导致薄壁零件加工变形的原因分析就从目前的情况看来,部分企业在对薄壁零件加工过程当中导致其发生变形的因素比较多,这些因素可以分为零件的刚度、工具夹装、走刀路线、切削参数等,对薄壁零件加工变形影响程度最大的三个方面是:切削力、装夹力和残余应力,这就要求加工人员要对这些方面进行充分地分析,在此基础上采取相应的措施来对加工方法进行不断的改进和调整,这样才可以保证薄壁零件在加工过程当中不会发生变形。
(一)加工过程中的切削力在通常的情况下,薄壁零件在加工过程当中切削力主要可以对其实际的尺寸、形状和位置造成一定程度的影响,切削力往往也会受到很多方面的影响,加工人员没有对零件进行充分分析而导致切线参数设置不合理,在实际进行切削的时候就会出现一定的误差还有就是加工人员对切削刀具的磨损程度没有进行充分地分析了解,这样就会导致切削无法达到预期的标准。
这些因素都会对切削力的设定值带来一定程度的影响,薄壁零件受到应力与热量之间的相互影响而最终就会出现变形,其自身的质量也会进一步的降低。
薄壁零件加工变形控制方法研究

数 控 加工 过 程 中 ,考 虑到 机 床Y 轴 精度 有
O .  ̄m m 漂 移误差 ,故 在加 工端 面孑 L 时 ,由 以往 在 Y 轴 正 向钻 加工 起 始 孔 ,调 整为 在 x 轴 正 向钻 加 工起 始 孔 ,避 免 了 因机床 精 度 影 响零件 加工 精 度 问题 。精密 安装 座深 度 尺 寸 公 差 为4 m m,粗糙 度 0 . 8 m, 平 行度 及平 面度 为0 . O l mm 。改进 前 ,数控 程 序采 用顺 序 加工 ,未 考虑 后续 加 工其 它 安 装座 时对 该处 尺 寸及形 位公 差 的影 响 。 改 进后 ,将 此安 装 座按 排在 最后 加工 ,并 分 为9 个 工 步 :① 粗 铣 端 面 ;② 粗 铣 上 孔 ;③ 粗铣 下孔 ;④开 槽 ;⑤粗 铣轮 廓 ; ⑥精铣上孔 ;⑦精铣下孔;⑧精铣轮廓 ; ⑨ 精铣 端面 。 2 . 4 . 5优 化检 测 方 法 。 因零 件 结构 尺 寸 大 ,改进 前 ,零 件加 工完 成后 采用 卡尺 测量直径尺寸 ,操作者不便检测 ,且存在 检 测误 差 大 的现象 。改 进后 ,采 用在 线测 量 技术 ,极 大方便 了检测 精度 与效 率 。 2 . 5 零 件技 术指 标保证 情况 零 件 安 装 座 端 面 平 行 度 、平 面 度 由改 进 前 的0 . 0 2 m m、0 . 0 1 2 am r 均 提 高 到 0 . O l m m,孔位置度 由改进前的 0 . 1 6 am r 提高到 0 . 0 3 a r m 。 结 语 针 对 薄 壁 零 件 加 工 变 形 问 题 ,采 取
工 业 技 术
薄壁 零件加工变形控 制 方法研 究
王 兴 超 刘 一
( 沈阳黎 明航 空发动机 ( 集 团 )责任 3)
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浅谈航空薄壁结构件数控加工变形的控制
摘要:随着航空工业的不断发展,人们对其结构件提出了更高要求,只有结构
件的质量有所保证,才能实现各种设备生产要求。
因此,在控制航空薄壁结构在
数控加工过程中的变形时,应分析实际情况,并在加工过程中和加工后进行变形
控制,进一步提高航空薄壁结构件的加工质量。
关键词:航空薄壁;结构件;数控加工;变形控制
前言
随着现代航空器高速、高机动性能要求的不断提高,航空器越来越多地采用整体薄壁结
构件,这是现代飞机、航天器领域的一个革新。
整体薄壁结构件质量轻,在刚度、抗疲劳强度,以及各种失稳临界值等方面均比铆接结构胜出一筹。
然而,在整体结构件的数控加工过
程中.常因毛坯初始应力、结构不对称性、加工工艺不完善、装夹不合理、加工过程切削力
和切削热等因素的影响.导致整体薄壁结构件产生弯曲、扭曲及弯扭组合等加工变形,薄壁
结构还会产生失稳现象,严重影响了整体薄壁结构件的生产效率和最终产品精度。
可见.对
整体薄壁结构件加工制造技术需要有更高的要求。
1航空薄壁结构件
薄壁结构是由薄板、薄壳和细长杆件组成的结构,能以较小的重量和较少的材料承受较
大的荷载。
薄壁结构件区别与板金挤压敲击成型零件,现代飞机的设计为了极大程度减轻飞
机重量并且保证飞机的结构强度,薄壁结构件应用越来越广泛。
2航空薄壁结构件数控加工变形控制策略
2.1加工过程中的变形控制
加工零件在受到装夹力、切削力作用时,就会发生变形,通过对变形现象分析,得出该
种变形属于弹性变形,在装夹力、切削力消失后就会恢复到原来的形状。
但是,在加工过程中,刀具的切削位置和切削量会发生改变,导致零件表面出现变形、过切等问题,而在航空
薄壁结构件数控加工过程中,弹性变形会导致出现很大的误差。
对于加工过程中出现的变形,可以采取以下措施进行控制。
2.1.1优化数控加工切削参数
对于现阶段的数控加工而言,切削参数的选择一直影响着数控零件加工,在这种情况下,如果切削参数不合理,刀具严重磨损,结构件表面残余力会随着切削力的增加而增加,同时
加工质量会急速下降,最终增加加工成本。
所以,一定要对数控加工切削参数进行合理优化
和选择。
目前,切削参数的优化包含很多种方法,其中以生物进化理论为主的基因算法,可
以实现多种参数的应用,从而完成全局探索及优化,该种算法已经取得了非常好的效果。
2.1.2优化结构件装夹方案
结构件变形控制中最关键的一项举措就是优化装夹方案,对于工艺系统刚性的提供具有
重要意义。
2.1.3采取适当的补偿措施
如果仿真加工后的结构件发生变形现象,可以采用数控补偿程序进行补偿,对结构件的
变形程度充分考虑,在更加精准的要求下完成结构件加工变形补偿。
2.1.4切削技术的合理应用
切削技术中的高速加工技术已经成为人们重点关注的技术之一,加工系统在特定环境下
会发生相应转变,切削力不断减小,为航空薄壁结构件的加工工作提供一定帮助。
在上述情
况下,结构件表面残余应力、机械和热应力减小,真正促进了航天事业的良好发展。
2.2加工后的变形控制
航空薄壁结构件在数控加工后仍然会发生变形,针对这种现象,可以通过以下手段予以
解决。
2.2.1科学使用预拉伸板材
如果结构件对纤维流向没有特殊要求,可以使用预拉伸板材。
实践表明,预拉伸板材内
部的残余应力比较小,在切削加工时不会发生严重的变形现象。
在采用这种方法加工零件时,
如果材料、加工成本都不增加,零件强度也会下降,因此需要按照实际情况采取相应策略,
防止航空薄壁结构件数控加工质量受到其他因素的影响。
2.2.2合理设置结构件刚度
对于航空薄壁中的弧形零件,可以采用增加横杆支撑的方式,有效防止加工过程中突发
变形,直接影响数控加工效率。
只有充分掌握结构件的装配要求、应力状况,才能对结构件
的刚度进行合理选择。
2.2.3有效清理结构件内部的残余应力,真正提高设计水平在结构件设计要求下,应该消
除结构件内部的残余应力,这样才能提升设计水平,有效控制因素影响、改变变形情况。
例如,正常使用设备时,可以合理增加热处理工序,从而对内应力引发的变形情况进行合理控制。
2.3结构件外形轮廓整体变形控制
航空薄壁整体结构件的特点为,在加工过程中要消除很多材料,通过分析结构件的截面
形状,发现其非常复杂,只有在材料加工过程中结构件的宏观应力才能正确释放。
在实际工
作过程中,如果内应力分配情况不同,那么结构件的变形程度也会发生一定转变。
要想对内
应力引发的航空薄壁结构件数控加工整体变形情况进行控制,需要采用以下方法。
一是从原材料方面入手,要选择应力分布比较均匀的原材料。
导致结构件整体变形的原
因为内应力,所以只有选择内应力较为均匀的原材料才能进行合理测量,才能有效避免整体
变形情况的发生。
二是在原材料的基础上进行毛坯内应力的预释放,可以根据实际情况选择
适当的方法。
三是研究人员进行仿真机实验,会对航空结构件的安全校正理论进行分析,从
而提出一个针对性较强的校正方法,实现航空薄壁结构件数控加工变形控制。
3加工装夹具优化
夹紧力是影响整体薄壁结构件变形的一个重要因素.结构件在机床上的装夹精度对加工
精度有重要影响.20%~60%的加工误差是由装夹引起的。
装夹具的刚度和稳定性直接影响
结构件的加工尺寸和形状误差,尤其是对弱刚度结构件,夹紧力引起的变形更不容忽视。
通
过调整夹具元件的位置或添加必要的夹具元件,能够达到减小变形的目的。
随着对整体薄壁
结构件加工精度要求的不断提高。
对装夹方案的优选研究逐渐受到重视。
对整体薄壁结构件
装夹变形作了分析研究,使用有限元仿真作为分析和计算变形的方法,提出了针对整体薄壁
结构件装夹方案的设计原则,以及控制装夹变形的方法:采用子问题优化方法。
对装夹方案
中的装夹位置进行优化,以得到各装夹位置点的最优匹配,从而减小装夹变形;采用符合变
夹紧力相关曲线的力来夹持结构件,并求解出典型零件在典型装夹方案下的变夹紧力相关曲线。
系统地提出分析与优选夹紧力大小、作用点及夹紧顺序的通用方法,基于由摩擦力引起
的接触力依赖性的特点,定量分析了多重夹紧元件及其作用顺序对整体薄壁结构件变形的影响,并建立了装夹方案的数学模型,同时提出基于最小总余能原理的有限元求解方法。
此外,针对7075铝合金航空材料整体薄壁结构件,进行基于夹紧方案的结构件变形有限元仿真与
模拟,模拟结果显示.夹紧力大小、作用点及夹紧顺序对结构件变形具有重要影响。
装夹方
案的优选在整体薄壁结构件加工中尤为重要,需要进一步开展对整体薄壁结构件跟踪刀具轨
迹智能装夹系统和应力均布装夹系统的研究,这些工作在理论和实践中仍需继续加强。
结束语
航空薄壁件的薄壁加工工艺复杂,要科学设计各加工工序,对工件进行结构分析,并结
合企业的加工实际,综合考虑工件材料、尺寸精度、公差要求、工件变形和加工设备的限制,不仅保证了工件的加工质量,还可以有效地降低加工成本。
参考文献
[1]廖玉松,韩江.铝合金薄壁件铣削加工精度控制研究[J].组合机床与自动化加工技术,2015(2):113—117.
[2]黎小巨,杨大湛.一种薄壁箱体零件的防变形数控加工[J].机床与液压,2016,44(20):24—26,32。