薄壁零件加工變形的預(yù)測(cè)及其仿真研究.pdf

1、隨著航空航天技術(shù)的快速發(fā)展，為了降低成本，提高航空器的使用壽命，對(duì)零件性能的要求越來(lái)越高。由于薄壁零件具有重量輕、韌性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在航空航天、精密儀器等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。然而由薄壁零件的結(jié)構(gòu)決定，其剛度低，屈強(qiáng)比大，加工過(guò)程中受殘余應(yīng)力、切削力、切削熱等的作用容易產(chǎn)生變形，影響零件加工精度和使用效果。因此加工變形的控制是保證薄壁零件精度的關(guān)鍵，對(duì)其的研究具有重要的意義。本文針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，對(duì)薄壁零件加工變形的影響因素進(jìn)行

2、了系統(tǒng)的分析研究。
　　首先，總體闡述了加工過(guò)程中初始?xì)堄鄳?yīng)力、切削力等對(duì)薄壁零件加工變形的影響，提出了相應(yīng)的控制變形措施。
　　其次，針對(duì)上述因素對(duì)薄壁零件加工變形的影響進(jìn)行了深入的分析。研究了初始?xì)堄鄳?yīng)力及加工過(guò)程中熱力載荷在工件內(nèi)的分布規(guī)律，并據(jù)實(shí)際加工情況，對(duì)切削力模型進(jìn)行了改進(jìn)。利用彈塑性理論和赫茲接觸理論，建立了基于初始?xì)堄鄳?yīng)力、切削力、切削熱等因素的薄壁零件加工變形的預(yù)測(cè)模型，研究了這些因素與殘余應(yīng)力及零件加工

3、變形的關(guān)系。
　　再次，采用通用有限元軟件ABAQUS，使用生死單元法模擬了切削過(guò)程，進(jìn)一步分析了上述各種因素對(duì)薄壁零件加工變形的影響規(guī)律，并與理論預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了比較，驗(yàn)證了理論預(yù)測(cè)模型的正確性，得出了一系列結(jié)論。
　　最后，改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)使用的機(jī)床，設(shè)計(jì)了磁性聯(lián)軸器和卡盤(pán)結(jié)構(gòu)。針對(duì)鋁合金薄壁零件進(jìn)行了切削變形的實(shí)驗(yàn)。采用超聲振動(dòng)時(shí)效去除薄壁零件殘余應(yīng)力的辦法，研究分析了殘余應(yīng)力引起的零件變形與時(shí)效時(shí)間的關(guān)系，為以后進(jìn)行薄壁