鈦合金薄壁異形件切削加工仿真技術研究.pdf

1、隨著航空航天科技的不斷發(fā)展,鈦合金薄壁件由于質量輕、強度高、機械性能好等特點被越來越多的使用。鈦合金薄壁件形狀復雜、剛度差,在裝夾與切削過程中容易產生變形,影響加工精度。為了有效提高鈦合金薄壁件的加工精度,控制切削加工中的變形,本文以鈦合金薄壁異形件為研究對象,就裝夾方案優(yōu)化、夾緊力與切削參數(shù)同步優(yōu)化、切削路徑補償?shù)葐栴}展開了系統(tǒng)研究,具體研究工作如下:
　　1)完成了薄壁異形件曲面加工的夾具設計,考慮到薄壁異形件剛度較差,為控制

2、裝夾變形,為其增加了帶有壓力傳感器的輔助支撐。采用有限元仿真技術對薄壁異形件的裝夾變形進行了分析預測,以最小化工件最大裝夾變形值為目標,對夾緊力及輔助支撐點位置分別進行了優(yōu)化,并結合實驗驗證了裝夾變形預測模型的正確性。
　　2)建立了球頭銑刀的切削力模型,通過設計正交試驗及回歸分析對指數(shù)公式中的系數(shù)進行了辨識,得到了與現(xiàn)有實驗條件一致的切削力公式。采用有限元分析軟件 ABAQUS建立了切削變形預測模型,分析了切削參數(shù)及切削路徑對薄

3、壁異形件加工變形的影響,通過實驗驗證了切削變形預測模型的可行性。
　　3)為了進一步減小薄壁異形件加工誤差,對各個刀位的夾緊力與切削力進行了優(yōu)化匹配,建立了夾緊力與切削參數(shù)同步優(yōu)化模型,綜合考慮薄壁異形件變形情況與加工效率,采用遺傳算法和有限元方法同步求解了夾緊力大小與切削參數(shù),得到力每個刀位最優(yōu)的夾緊力與切削參數(shù)。
　　4)根據不同補償要求,對全局補償與局部補償原理進行了分析,采用有限元方法,計算了薄壁異形件曲面加工各刀位