薄壁件銑削加工變形機理與預測技術研究.pdf

1、機電產(chǎn)品中很多產(chǎn)品的關鍵零件都是薄壁件。目前，由于結構復雜、協(xié)調(diào)精度要求高、厚度多變以及壁薄等特點，薄壁件的加工多采用數(shù)控銑床。薄壁件在銑削加工過程中，由于其壁薄、剛度弱，因此在大切削力、裝夾力、初始殘余應力等因素作用下極易發(fā)生變形，從而影響了零件的加工精度和表面質(zhì)量，嚴重時甚至造成零件的報廢，嚴重阻礙了制造業(yè)尤其是航空制造業(yè)的發(fā)展。因此，研究薄壁件銑削加工過程中銑削力對工件變形的影響對于控制其變形具有重要意義。本文的主要工作是在了解國

2、內(nèi)外相關技術的基礎上，對薄壁件銑削加工機理進行了深入研究;建立了薄壁零件銑削過程中銑削力預測模型并進行試驗驗證;針對矩形薄壁件，在ABAQUS中建立了銑削加工有限元模型，通過該有限元模型對矩形薄壁件變形規(guī)律進行了分析;在已建立的有限元模型基礎上，進一步深入研究銑削參數(shù)（進給速度、銑削深度、銑削寬度）對矩形薄壁件加工變形的影響趨勢，最終通過了試驗進行驗證。具體工作內(nèi)容主要如下:1、針對薄壁件切削加工機理進行分析。首先對切削加工過程中切削力

3、的產(chǎn)生進行分析，并對切削力的影響因素進行了總結;其次，討分析了薄壁件側銑加工過程中產(chǎn)生變形的原因，并對產(chǎn)生變形的因素進行了總結;
　　2、銑削力預測模型的建立。在銑削加工過程中，切削力與切削熱的產(chǎn)生是一個極為重要的物理現(xiàn)象。其對刀具磨損、切削功率、表面加工質(zhì)量以及工藝系統(tǒng)變形等都有著極其重要的影響，同時與生產(chǎn)成本的高低也密切相關。但在實際加工過程中，大部分切削加工過程都會采用切削液進行冷卻降溫，因此本文忽略切削熱對薄壁件加工變形的

4、影響，即不考慮切削熱的有限元建模，僅針對另一重要因素——切削力建立預測模型。為了提高預測模型的精度，本文采用需要歷史數(shù)據(jù)進行訓練的人工神經(jīng)網(wǎng)絡方法，建立針對薄壁件銑削加工過程中產(chǎn)生的銑削力的預測模型，為了提高銑削力模型預測精度，采用遺傳算法對神經(jīng)網(wǎng)絡預測模型進行優(yōu)化，最終通過試驗進行驗證;3、薄壁件加工變形有限元仿真分析。通過對材料的本構方程以及網(wǎng)格劃分等關鍵技術的學習與分析，建立薄壁件加工變形的有限元模型，并進行模擬仿真，獲得工件變形