復雜曲面薄壁件五軸加工變形預測技術研究.pdf

1、隨著以發(fā)動機葉片為代表的高性能復雜曲面薄壁件被廣泛應用于航空航天、能源、交通等高端裝備制造領域，對其加工精度和表面質量提出了更高的要求。這些零件通常具有壁薄、剛度低、難加工、材料去除率高、型面復雜等特點，并且在生產過程中由銑削力引起的實際加工曲面與設計曲面之間的變形誤差嚴重影響了產品功能表面的性能及其穩(wěn)定性。對此，采用傳統(tǒng)的加工-檢測-再加工的工藝過程大大降低了生產效率，因此，實現(xiàn)薄壁件加工變形預測對工藝參數(shù)優(yōu)化和誤差補償?shù)确矫婢哂兄匾?/p>

2、的工程價值。所以，本文采用數(shù)字建模、有限元仿真、實驗驗證相結合的技術手段，開展鈦合金復雜曲面薄壁件五軸加工變形預測技術的研究，主要工作體現(xiàn)在下述幾個方面:
　　建立了五軸加工球頭刀銑削力模型。首先描述了五軸加工中刀具位姿的運動變換關系，并結合切削刃幾何模型，給出了切削刃的空間運動軌跡;繼而，建立了由前后切削刃掃掠軌跡所形成的未變形切屑厚度計算方法及相應的球頭刀五軸加工銑削力預測模型。并采用基于三角面片的Z-map模型判斷參與切削的

3、切削刃微元，推導了銑削力系數(shù)計算公式;銑削力預測值與加工測量值的對比結果驗證了模型的可行性;
　　建立了復雜曲面薄壁件五軸加工變形預測模型。給出了基于六面體單元的曲面薄壁件規(guī)則三維網(wǎng)格的精確劃分方法，針對仿真過程中載荷的動態(tài)施加以及材料的不斷去除，基于刀具路徑文件提出了一種適用于單向、往復、螺旋等加工軌跡下的仿真信息快速提取方法。然后，在分析曲面薄壁件加工變形原理的基礎上，并結合建立的銑削力模型，給出了加工變形下銑削力的更新迭代方