鈦合金零件數(shù)控加工彈性變形預(yù)測(cè)及補(bǔ)償研究.pdf

1、隨著航天事業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代航天產(chǎn)品的性能要求不斷提升，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及材料選擇發(fā)生了較大變化，零件材料的選擇更多的傾向與高比強(qiáng)度。鈦合金具有比強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。但鈦合金薄壁件的彈性模量小，帶來(lái)了加工問(wèn)題是一項(xiàng)新的挑戰(zhàn)，在材料去除量大時(shí)，受銑削力的影響易于產(chǎn)生加工變形，導(dǎo)致尺寸穩(wěn)定性難以控制，產(chǎn)品一次性合格率低。本文以鈦合金TC4薄壁零件銑削加工變形作為主要的研究對(duì)象，以鈦合金薄壁件作為課題研究的實(shí)例。

2、結(jié)合金屬切削理論，借助實(shí)驗(yàn)研究、力學(xué)建模、數(shù)值計(jì)算及變形補(bǔ)償量研究，從彈性變形預(yù)測(cè)和變形補(bǔ)償兩個(gè)方面入手，針對(duì)薄壁鈦合金零件的切削過(guò)程中的加工變形問(wèn)題進(jìn)行研究。
　　本課題研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先，以鈦合金薄壁件為研究對(duì)象，考慮銑削加工的切削力影響因素，建立了切削力模型，設(shè)計(jì)了正交實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理得到平均切削力公式，并分析了各因素對(duì)切削力影響的強(qiáng)度大小。
　　然后，對(duì)于零件加工過(guò)程中的彈性變形，引入有限元思想，建

3、立了鈦合金薄壁件有限元模型，把平均切削力作為邊界條件對(duì)零件進(jìn)行了彈性變形預(yù)測(cè)分析。
　　其次，建立了基于BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鈦合金薄壁件預(yù)測(cè)模型，結(jié)合多次對(duì)稱補(bǔ)償理論，對(duì)零件加工刀具軌跡進(jìn)行離線補(bǔ)償修正，得到優(yōu)化的切削參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)零件加工的精度控制目的。
　　最后，設(shè)計(jì)了鈦合金薄壁件切削實(shí)驗(yàn)，分別按照未補(bǔ)償修正的刀具軌跡和使用本文方法補(bǔ)償修正后的刀具進(jìn)行加工，對(duì)比實(shí)際數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，并對(duì)二者之間存在偏差的原因進(jìn)行分析。