銑削工藝參數(shù)優(yōu)化及殘余應(yīng)力控制研究.pdf

1、殘余應(yīng)力對零件的疲勞強度、抗應(yīng)力腐蝕能力及其工作穩(wěn)定性等具有極大影響，也是導(dǎo)致零件加工變形和影響零件精度指標的主要原因之一。其對航空薄壁整體結(jié)構(gòu)件的變形問題尤為突出，引起相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外學(xué)者的高度重視。因此，如何減少和控制殘余應(yīng)力成為國際先進制造理論與實踐急需攻克的主要難題之一。
　　目前對殘余應(yīng)力的研究主要集中在銑削工藝參數(shù)、刀具參數(shù)、冷卻條件這三方面，而缺乏考慮不同銑削方式及連續(xù)加工走刀軌跡重疊方式對殘余應(yīng)力的影響規(guī)律。

2、　　本文主要針對不同銑削方式、走刀軌跡疊加方式及工藝參數(shù)優(yōu)化展開研究。論文的主要研究內(nèi)容及成果如下：
　?。?）構(gòu)建了連續(xù)走刀模型，提出了殘余應(yīng)力的獲取方法，構(gòu)建了分析計算模型，研究分析了不同銑削方式對殘余應(yīng)力的影響以及高速銑削效應(yīng)。研究結(jié)果表明，1）在較低切削速度150m/min情況下，逆銑加工產(chǎn)生的殘余拉應(yīng)力和極差均小于順銑,拉應(yīng)力最大可降低45％，極差最大可降低43%。2）在較高切削速度678m/min情況下，順銑與逆銑對殘

3、余應(yīng)力的影響差異不大。3）較高切削速度下殘余應(yīng)力層深度比低切削速度淺，且隨著切削速度提高，應(yīng)力增長幅度遠遠小于材料去除率增加比率，如切削速度從150m/min提高到678m/min時（其它工藝參數(shù)不變），材料去除率增加3.5倍，而殘余拉應(yīng)力值僅增加0.48倍。該研究結(jié)果表明，采用較高的切削速度有利于實現(xiàn)加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率的完美統(tǒng)一。
　?。?）構(gòu)建了連續(xù)加工表面模型，研究了兩種走刀軌跡疊加方式：“逆銑覆蓋順銑表面”和“順銑覆蓋逆銑

4、表面”對殘余應(yīng)力的作用機制。結(jié)果表明，“逆銑覆蓋順銑表面”的疊加方式可獲得較小殘余應(yīng)力值，拉應(yīng)力值最大下降比例達46%。
　?。?）研究了考慮材料去除率及減小殘余應(yīng)力的工藝參數(shù)優(yōu)化規(guī)則。結(jié)果表明，1）在較低切削速度150m/min情況下，采用順銑加工時，相同材料去除率條件下，減小殘余應(yīng)力的工藝參數(shù)優(yōu)先順序為進給量、銑削寬度、銑削深度，優(yōu)先選用“小進給量、小切寬、大切深”組合；而采用逆銑加工時，首先減小進給量，銑削寬度和銑削深度的先