航空铝合金格栅结构铣削加工工艺优化

发布时间：2020-05-23 01:53

【摘要】：在航空航天领域高速发展的今天,对大型飞行器的设计提出减重增效的设计要求,铝合金格栅结构以质量轻,结构稳定被广泛应用于结构刚度、稳定性和质量有较高要求大型飞行器的箱体结构上,例如大型飞机机身壁板与火箭储油箱壁板,因此对格栅结构的加工质量与加工效率提出了更高的要求。开展以提质提效为目的的大型格栅结构加工工艺优化研究,对于满足我国航天航天事业发展的迫切需求具有重要理论意义和应用价值。大型飞行器的壁板结构往往受到高压、高载荷,如果格栅结构侧壁壁厚不均匀,易导致应力集中,严重时会破坏格栅结构,使其发生失效,导致零件直接报废,大大影响了结构件的安全性能与使用寿命,因此保持壁厚的均匀,减小壁厚加工误差是减少应力集中现象发生的有效手段之一;同时侧壁表面粗糙度也对零件的使用寿命有直接的影响,粗糙度过大会导致零件表面耐腐蚀的性能降低,使工件的使用稳定性大大降低,并减小了工件的使用寿命;因此,侧壁较好表面质量可以有效地提高工件耐腐蚀抗高压的性能,提高工件的使用稳定性,延长工件的使用寿命;在格栅结构中,由于结构的高密度分布,导致格栅结构的加工效率偏低,随着格栅结构的广泛应用,提高其加工效率,在格栅结构的生产中,也是必须要解决的问题之一。格栅结构中的加筋结构相同,在研究中对格栅结构进行简化,本文中通过理论分析侧铣侧壁的加工变形主要受到切削面积的影响,探究切削面积不变的情况下,对不同的轴径向进给量配置对侧壁壁厚加工误差的影响规律做出假设,并结合试验验证;探究切削面积变化时,设计轴径向进给量的单因素试验,结合理论分析,得出对不同的轴径向进给量配置方式对侧壁壁厚加工误差的影响规律;以此指导侧铣加工格栅结构轴径向进给量的选择,减小侧壁壁厚加工误差,使壁厚均匀。通过分析影响侧壁表面粗糙度与加工时间的切削参数,采用理论分析与试验验证相结合,求解侧壁表面粗糙度的经验公式,并对经验公式进行有效性验证,对试验结果进行分析,得出各个参数对侧壁两边不同位置处表面粗糙度的影响趋势与最优切削参数;并且考虑加工走刀行数对加工时间影响的表达式,以提质提效为目标,兼顾表面质量与加工效率,对切削参数进行选择。格栅结构侧壁精加工中,由于存在加工余量,导致侧壁两侧在加工时,侧壁的壁厚不同,侧壁较厚的一侧不易发生加工变形,侧壁较薄的一侧易发生加工变形,根据此,以不同的优化目标对切削参数进行选择;为保证加工格栅结构中,每条侧壁的厚度相同,规划走刀路径,以保证每条侧壁的壁厚均匀。以上研究成果,经试验验证,对格栅结构的表面质量与加工效率都有一定提高,格栅结构侧壁壁厚加工误差在一定程度上减小,保证了较均匀的壁厚;在工程中,对实际的生产加工提供了积极的指导意义。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V261.23

【参考文献】