長梁類鋁合金結構件的數控加工工藝設計畢業論文(文件)

　

【正文】 筋板包圍的開放格槽,一般具有單邊特征,如圖三所示,主要采取高強鋁合金預拉伸厚板加高速銑,因材料性質、工件毛坯的初始應力狀態、加工工藝方案及結構件幾何特征導致加工時容易產生明顯的應力釋放引起變形和切削振動。結論 如何實現鋁合金整體結構件高效精密加工，解決鋁合金整體結構件加工變形的問題已經成為鋁合金制造領域核心關鍵技術。參考文獻【1】王祝堂、田榮璋。機械加工工藝手冊。北京：機械工業出版社，1978【4】王志剛、何寧、武凱等。南京理工大學，2022【6】楊堯。南京航空航天大學機電學院，2022【8】張烘州、戎斌、陳杰、明偉偉。中航工業航宇救生裝備有限公司，2022【10】李鵬。飛機鋁合金結構件數控加工變形分析與控制。塑性變形對鋁合金彈性模量的影響。薄壁零件高速銑削的振動問題分析。 。在此設計者對高曉琴老師表示最由衷的感謝。金屬切屑加工中的振動及抑制措施分析。鋁合金薄壁件數控銑削加工變形實驗與分析。中國電子科技集團公司第 27 研究所，2022【11】畢運波、柯映林、董輝躍。中國商飛上海飛機制造有限公司、上海交通大學機械與動力工程學院，2022【9】張晶。燕山大學，2022【7】王志剛、何寧、武凱、趙威。中國機械工程，2022【5】陳創明。2022【3】華南工學院，甘肅工業大學。長沙：中南大學出版社。通過本次對典型長梁類鋁合金結構件的加工工藝設計，使我們掌握了鋁合金材料切削加工過程中的變形規律和影響因素，加工剛性的重要性及控制方法，取得的重要的數據，可以在實際加工中得以普及。對典型長梁類單邊結構件來說,不對稱去除材料導致的工件內切削應力的不對稱釋放對變形的影響最大，因此本文也主要在工藝結構設計，切削工藝方案上著重分析。所以設備的日常維護和保養也很重要。所以要求操作人員要注意觀察刀具加工狀態，出現問題及時記錄，回饋給工藝人員，工藝人員及時優化改進工藝方案。 當毛坯加工前，還需要做內部磁力或射線探傷，查看是否有內部缺陷，如果沒有檢查，或是沒有檢查出來，同樣會對后面的加工變形和剛性造成影響。將此長梁類結構件端頭的凸臺沉到墊板平面下，這樣結構件腹板面可以大面積支撐在工裝墊板上，結構件中間部分工藝凸臺，在工藝設計時與工件連接在一起，最后切斷，此時可以充當沒有外形一面的緣條，支撐結構件，增加加工剛性，再利用沒有筋條面的腹板面，采用真空吸附形式，在最后精加工時，壁厚變的很薄的時候，剛性最差的時候，將結構件牢牢吸附在工裝墊板上，抑制切削時的振動，可以有效增強剛性，提高加工效率，切削質量。 還 具 有 免 維 護 功能 和 抗 污 能 力 ， 而 且 易 于 使 用 和 安 全 地 夾 緊 刀 具 。粗加工時結構件剛性好，可選擇 R 值大的刀具，精加工時剛性差，就需要選擇 R 值小的刀具，特別是下斷的時候，如果可以，就選 R0 的刀具進行切削。~45176。中央電大畢業設計(論文)圖 十四五、刀具、工量具的選取加工設備選定后，加工刀具可選的范圍就可以確定了，高速設備使用的高速加工刀具硬度、熱硬性、耐磨性及可磨性都很好，當切削溫度高達 600℃以上時，硬度仍無明顯下降，并且鋒利，動平衡等都很好，這就使得切削過程中，更小的切削震動，更好的剛性。通過數據對比，研究發現，增大進給量時，對切削振動有一定的抑制作用，并且高速加工在效率上的優勢很明顯。精加工，刀具直徑 20mm~16mm，底角 R3，徑向切深可以選取＜2mm，軸向切深3mm，切削進給量 6000mm/min。清內形轉角，刀具直徑 12mm~6mm，底角 R3，徑向切深＜1mm，軸向切深＜2mm，且最后一層需要＜1mm。經過對試驗件的實驗數據對比，采取以下加工參數，較為合理。下斷工藝凸臺的順序要先從剛性最差的地方開始，至剛性最好的地方結束。粗加工盡可能選取大直徑刀具，大直徑刀具切削效率高，盡量的去除多的毛坯余量，還要保證足夠的剛性。一般是從最后下斷工藝凸臺開始往前考慮，我們需要注意的有特殊要求的地方。圖 十三我們從以下方面，工藝結構設計，加工方案的準備，切削參數的使用，加工設備的選擇，工藝裝夾的方式，刀具、工量具的選取等等，來逐一分析解決。其中自激振動是加工中遇到的主要振動形式。若加工中產生了振動，刀具與工件間將產生相對位移，會使加工表面產生振痕，嚴重影響結構件的表面質量和性能；刀具極易磨損(甚至崩刃) ，嚴重時甚至使切削加工無法繼續進行；振動中產生的噪音還將危害操作者的身體健康。壓緊采用沉頭螺釘（圖二），沉頭螺釘的優勢在于壓緊力直接傳遞到工藝凸臺，工藝凸臺整體與結構件連接，壓緊力的大小、不均勻都不會對加工狀態有直接的影響，并且沉頭螺釘埋在工藝凸臺里面，不會對加工造成干涉，可以提高加工效率。圖 十二、裝夾方式方面裝夾的夾緊力產生在工件與工裝之間的接觸區域上，理想的工裝墊板是平面度為“0”，不過在實際加工中由于制造、設計等等原因，工件與工裝墊板貼合壓緊后，會在夾緊力的作用下變形，原始的工裝采取標準件拼裝，不能適應結構件的形狀，其裝配間隙、公差對控制變形影響很大。對毛坯很大，工件很小的，由于其余量很大，其切削所產生的切削力大，切削熱多，變形也會很大。盡量不采取垂直進退刀，減少對工件的作用力；當然切削刀具要保持鋒利，良好的切削狀態。參考圖六，腹板變形的示意圖，引至文獻 【12】 。去除大余量材料加工，借助高速加工的轉速高，切削力低，再輔以冷卻液，釋放切削熱，對應熱塑變形效應（在切削過后產生的切削熱使表層收縮多，里層收縮少。加工的主要集中在粗加工去除大余量的時候，傳統的消除的方法是時效，釋放應力，再通過校正，恢復原狀態。腹板方向變形外形方向變形中央電大畢業設計(論文)圖 五第二節 變形解決的方案一、應力方面結構件產生變形的根本原因在于其內部的殘余應力，而殘余應力的產生根本是由于材料內各部分有不均勻的形狀和體積變化。從典型的長梁類結構件加工過程來看，其變形主要有幾個直接來源：①、 毛坯初始殘余應力以及切削加工過程中強熱力耦合作用下產生的殘余應力；②、 結構件自身單邊不對稱的結構；③、 刀具切削力、切削熱在工件與刀具的接觸部分發生彈塑性變形；④、 工裝和裝夾方式對結構件帶來的影響；其加工中的變形方向如下圖所示。圖 三在加工中還存在裝夾力的作用下使結構件發生的變形，在結構件內部形成裝夾應力場并產生相應的位移。從結構件自身幾何結構上看，細長，結構不對稱，薄壁部位多，也是產生較大變形的內在因素。圖 二第一章 加工變形影響因素的分析及解決方案第一節 變形原因的分析大型結構件剛性差，切削力、切削熱及切削振動等均容易導致零件變形，降低加工中央電大畢業設計(論文)精度和加工表面質量。），由于大型結構件具有材料去除率大，形狀復雜，整體剛性較差的特點，對切削加工提出了更高的要求，按航標規定，結構件長度小于1000mm，允許變形 ，結構件長度大于 1000mm 小于 3000mm，允許變形 ，結構件長度大于 3000mm，允許變形 ，故我們要控制在這個范圍內。分析了工件內殘余應力分布 ,模擬了去除材料對工件變形的影響,用經過改進的加工順序進行切削過程的仿真和改進,并對仿真所得的零件變形量與實際加工測量結果進行了比較,驗證了分析方法和所建立模型的有效性。這里尤其長梁類型結構件因其結構特征更易發生這些問題，所以對此類結