長梁類鋁合金結構件的數控加工工藝設計畢業論文(更新版)

　　

【正文】 軸向切深＜3mm。下斷，刀具直徑 12mm~8mm，底角 R1，徑向切深 50%直徑，軸向切深＜1mm，特殊情況時軸向切深會達到刀具切削刃長度，但是徑向切深要嚴格控制在 1mm 以內。精加工選取小直徑刀具，精度高，更穩定，適合結構件壁厚變薄后剛性變差，易震動的加工時段。 刀套的選擇，一般高速加工使用液壓刀柄和熱脹刀柄，液壓式夾持力大，適用與大型刀具、重切削，熱脹式是通過熱膨脹夾松刀具，夾持精度高，主 要 用 在 小 直 徑 刀 具 上 。 凸臺下沉墊板支撐部分真空吸附中央電大畢業設計(論文)第三章 其他影響因素第一節 影響變形和剛性的其他可能性 一、材料不同廠家生產的鋁合金材料，如進口鋁材和國產鋁材，其生產過程可能會存在不一樣，其殘余應力也會有所不同，解決變形的方案可能就會出現無效的結果，這樣，我們就需要時刻關注加工材料的情況，在加工中隨時做好記錄，采集數據，以便完善解決變形的方案。所以要求操作人員在加工前一定要檢查刀具狀態，是否可以使用。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。機械加工工藝手冊。南京理工大學，2022【6】楊堯。中航工業航宇救生裝備有限公司，2022【10】李鵬。塑性變形對鋁合金彈性模量的影響。 。金屬切屑加工中的振動及抑制措施分析。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。燕山大學，2022【7】王志剛、何寧、武凱、趙威。2022【3】華南工學院，甘肅工業大學。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。所以設備的日常維護和保養也很重要。 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。 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 。~45176。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。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。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。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。其中自激振動是加工中遇到的主要振動形式。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。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。參考圖六，腹板變形的示意圖，引至文獻 【12】 。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。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。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。），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。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，所以對此類結構件的加工變形和加工剛性工藝研究十分必要。根據加工方案的設定，確定了加工順序，加工設備，加工參數，加工刀具，裝夾定位方式等。進而確定了總體加工方案，并進行分析研究并解決。加工中由于剛性差引起的共振同樣影響著結構件的加工穩定性，影響表面質量，還可能造成內部缺陷（裂紋等），刀具極易磨損(甚至崩刃) ，機床連接受到破壞，嚴重時甚至使切削加工無法繼續進行；振動中產生的噪音也將危害操作人員的健康。經過預拉伸應力釋放，則應力降低，分布會更復雜，在整個厚度內從壓到拉反復變化幾次，見圖二，引至文獻 【12】 。如圖一所示，某型號航空航天器典型長梁類結構件，一端有凸臺，一面是全框面，一面是半框面，具有單邊特征。這里主要分析內應力分布、幾何結構、刀具切削及裝夾方式對加工變形的影響，一中央電大畢業設計(論文)般采用高強鋁合金預拉伸厚板和數控加工，在實際加工中，因材料性質，毛坯的生產殘余應力，加工工藝及零件集合特征導致加工時易產生明顯的殘余應力釋放引起的變形，目前因控制變形而采取的保守的加工方法（增加校正工序等），降低了加工效率和提高加工成本。此類薄壁結構件去除材料改變了內殘余應力釋放和重新分布引起的變形。彈性變形趨于復原，但受到表層金屬的牽制，因而在表層造成應力狀態。預先加工也是行之有效的工藝方法。設計專用工裝（圖四）可以對結構件進行有效的支撐，增強結構件自身剛度，控制變形的同時也增強加工剛性，提高加工質量和加工效率。引至文獻【17 】 ，加工設備受迫振動占 50%~60%，自激振動占 30%~40%。 二、加工方案的準備結構件能否順利加工成型，合理的加工方案很重要，加工方式、方法，工序的安排，粗加工余量控制，是否需要半精加工，怎么樣剛性最好，震動最小，如何保證尺寸，達到設計要求。精加工先加工外形面，滿足型面測量的需求后，再進行內形面的精加工，內形面先加工側壁，這時腹板面有足夠的強度拉住側壁，而腹板面會由工藝凸臺或工藝支撐來增強剛性。切削進給量 2022mm/min。切削進給量 6000mm/min。刀具的幾何參數中的螺旋角過小，在側壁切削中，沖擊力過大，不利于側壁的切削，因此，刀具的螺旋角一般選 30176。液 壓 刀 柄 內 存 在 有 高 壓 油 液 壓 力 ， 當 刀 具 被 夾 緊 時 ， 內 藏 的 油 腔 結 構 及 高 壓 油 的存 在 大 大 地 增 加 了 結 構 阻 尼 ， 可 有 效 防 止 刀 具 和 機 床 主 軸 的 振 動 。不同規格的鋁合金材料也同樣存在這樣的問題，如 7045 和 7075，同理也需要作好記錄。再有設備故障，粗加工時停機時間過長，精加工時異常震動，冷卻液系統失靈，切削堆積未及時排出，也同樣會對加工變形和剛性造成影響。而采用高速切削加工技術，選擇合理的刀具參數，優化工藝方案，對結構件進行合理工藝結構設計、合理的工藝裝夾方式等都將是變形、振動控制最有效的策略。上海：上海科學技術文獻出版社。金屬切削加工中的振動分析及控制途徑。解決鋁合金加工變形的方法。哈爾濱工業大學 材料科學與工程學院，2022【15】Louis Caldarera Jr. Stress Management Cutting Tool Engineering，1996，48（2）【16】