薄壁铝合金整流罩骨架残余应力检测及加工变形控制技术

发布时间：2020-04-12 07:48

【摘要】：整流罩是航天产品的关键部件,为满足新一代航天产品高速高加速性能要求,整流罩设计方案的发展趋势由整体式向对开式发展,对开式整流罩骨架由于结构复杂、低刚度、高强度导致产品在加工过程变形不易控制,加工变形问题越来越成为航天产品结构实现的瓶颈问题。本文针对对开式薄壁铝合金整流罩骨架的残余应力检测及加工变形控制技术开展研究。通过分析薄壁罩体结构产品的结构特点和工艺特性,梳理了形变的类型,阐述了变形问题的影响因素。通过设计不同的工艺方案,进行试制加工并对比分析,提出了“内腔铣外圆锥面立车”的分体式加工方案,通过改变毛坯结构、减少加工过程中引入的加工残余应力等对变形因素进行控制,使零件能量释放相对平缓,实现产品径向扭转变形和轴向弯曲变形的控制。结合优选的工艺方案和试验加工结果,通过多种检测方法对比,选用X射线法作为残余应力检测方法,通过搭建残余应力检测实验平台,确定在精加工工序前对整流罩骨架的残余应力进行检测,进一步验证了薄壁结构产品内应力分布对变形的影响规律。试验表明,引起产品大端扩张和收缩变形的内在原因是结构弱刚性和加工过程产生的加工残余应力共同作用导致。根据残余应力分布及变形规律,基于精加工工序前的产品结构和加工余量,建立有限元分析模型。通过模态分析确定振动时效的支撑和激振点位、激振频率的取值范围。通过谐响应分析,确定激振频率和激振力的取值,为频谱谐波振动时效方案制定奠定了技术基础。以某型号整流罩金属骨架为例,在精加工工序前增加振动时效去除残余应力工序,开展了振动时效试验,实现内部残余应力匀化,基于此优化了工艺方案,验证了数值模拟方法的正确性,提高了产品加工精度,实现对产品加工变形的控制。本文通过开展对开式薄壁铝合金整流罩骨架制造方案的研究,实现了某型号整流罩骨架加工过程中的变形控制,为此类薄壁易变形罩体类结构件的变形控制提供了一套可以借鉴的技术方案。
【图文】：

图 1-1 让刀量对薄壁零件加工变形的影响时效均化残余应力和进行局部变形控制方面，特别是在大力消除积累了经验。东南大学的郑志达，通过对振动时效结合振动时效的工艺方法，，利用软化现象提出了降低能源北工业大学杨艳慧、赵兴东、刘东等人通过 GH4169 合分析，根据多次测量结果提出消除率公式，并对振动时效检验振动时效对各个方向残余应力的消除情况[22]。中南宇通过研究框架结构零件的残余应力的分布规律，进一步零件展开了振动时效的微观理研究，对振动时效时间积累张朋朋，郑骥等人，研究了加工过程中残余应力的引入情效在大型零件中的应用，通过检测对比验证振动时效消除]。中国兵器工业第五九研究所的宁海青、赵祖德、黄树时效中相关参数进行研究，优化工艺方案大大降低了残余率，节约了成本[25]。外研究进展

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文可以结合产品加工过程中的变形测量，自动调节夹具的夹过程中因夹具夹紧力引入的产品变形量减低到最小，克服精度的影响[28]。新加坡国立大学的 A. Y. C. Nee 等人，进件变形的因素，并重点研究了夹具夹紧力对零件精度的影类薄壁零件设计了一种可进行调节的辅助加工夹具，如图具可以有效的减少加工过程中的变形误差，但是该夹具是的自适应调节，目前在如何解决检测线路方面还需进行进
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V46

【参考文献】

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本文编号：2624464