钛合金零件数控加工弹性变形预测及补偿研究

发布时间：2017-11-12 06:45

  本文关键词：钛合金零件数控加工弹性变形预测及补偿研究

  更多相关文章： 钛合金薄壁件 切削力 弹性变形 预测 补偿

【摘要】：随着航天事业的发展,现代航天产品的性能要求不断提升,产品的结构设计以及材料选择发生了较大变化,零件材料的选择更多的倾向与高比强度。钛合金具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点被广泛应用在各个领域。但钛合金薄的弹性模量小,带来了加工问题是一项新的挑战,在材料去除量大时,受铣削力的影响易于产生加工变形,导致尺寸稳定性难以控制,产品一次性合格率低。本文以钛合金TC4薄壁零件铣削加工变形作为主要的研究对象,以钛合金薄壁件作为课题研究的实例。结合金属切削理论,借助实验研究、力学建模、数值计算及变形补偿量研究,从弹性变形预测和变形补偿两个方面入手,针对薄壁钛合金零件的切削过程中的加工变形问题进行研究。本课题研究内容如下:首先,以钛合金薄壁件为研究对象,考虑铣削加工的切削力影响因素,建立了切削力模型,设计了正交实验,通过实验数据处理得到平均切削力公式,并分析了各因素对切削力影响的强度大小。然后,对于零件加工过程中的弹性变形,引入有限元思想,建立了钛合金薄壁件有限元模型,把平均切削力作为边界条件对零件进行了弹性变形预测分析。其次,建立了基于BP人工神经网络的钛合金薄壁件预测模型,结合多次对称补偿理论,对零件加工刀具轨迹进行离线补偿修正,得到优化的切削参数,以实现零件加工的精度控制目的。最后,设计了钛合金薄壁件切削实验,分别按照未补偿修正的刀具轨迹和使用本文方法补偿修正后的刀具进行加工,对比实际数据与预测数据,并对二者之间存在偏差的原因进行分析。本课题的研究对提高钛合金薄壁件数控加工精度,提高生产效率,实现制造业中易变形结构件的生产具有重要的理论和实用意义。
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V260.6

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本文编号：1174798