薄壁圆筒件法兰孔钻削变形控制及工艺优化研究
发布时间：2022-01-23 08:08
航空发动机机匣类薄壁圆筒件是发动机燃烧室重要的高温承力部件,多为难加工材料,具有结构复杂、加工精度要求高、加工易变形等特点,其加工质量的保证和加工效率的提升一直是行业的难点。本文以某薄壁圆筒件为具体研究对象,设计数控加工工艺替代传统工艺;并针对薄壁圆筒件的法兰盘端面群孔特征加工质量不合格,零件加工周期长等问题开展加工变形控制方法研究,以提高机匣类薄壁圆筒件加工质量。本文主要研究内容如下:1)基于钻削机理,分析了钻削过程中的受力情况并建立钻削力学模型;基于弹性变形理论,建立法兰盘孔钻削变形模型,并推导出变形与加工误差之间相互转化公式;建立零件钻削加工有限元仿真模型,并与理论计算及实际检测结果进行对比分析,论证了仿真模型的正确性;基于仿真模型对钻削过程进行数值模拟,获得零件在加工过程中应力应变的变化情况;研究表明钻削过程中工件产生的弹性变形是影响加工精度的主要因素。2)针对薄壁圆筒件法兰盘孔特征钻削加工引起的弹性变形,设计控制变形的自适应支撑夹具;采用数值仿真模拟对夹具进行优化,并以控制零件孔特征变形为指标,对其可靠性和有效性进行验证,通过对比零件在有无夹具工况下每一个钻削分析步对应的最大...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钻削变形位置都误差影响示意图
图 2.4 钻削刀具受力图[55]将薄壁小孔钻削过程中刀具的受力向 O 点进行简化，得 y-z 平面切削力的模型，见图 2.8。简化后切削合力及合力矩为： 0hor yiver zis ziF FF FM m F （2.5式中horF 表示水平方向（y 方向）合力；verF 表示垂直方向（z 方向）合力；sM 表示ziF对 O 点的合力矩。在 y-z 平面构建刀具的力学模型，受力图如图 2.5 所示。SM
y1x1F图 2.4 钻削刀具受力图[55]过程中刀具的受力向 O 点进行简化，得 y-及合力矩为： 0hor yiver zis ziF FF FM m F 水平方向（y 方向）合力；垂直方向（z 方向）合力；ziF对 O 点的合力矩。刀具的力学模型，受力图如图 2.5 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]粒子群算法在求解数学建模最优化问题中的应用[J]. 王先超,韩波,张开银,孙娓娓,王春生,王志刚,杨利峰. 阜阳师范学院学报(自然科学版). 2016(02)
[2]大型薄壁机匣件辅助支撑方式优化[J]. 郑耀辉,王江涛,王明海,李晓鹏,王奔. 制造技术与机床. 2016(01)
[3]基于蚁群算法的工艺路线优化决策[J]. 国蓉,于高耀,孟详众,张文培. 制造业自动化. 2015(22)
[4]某发动机多个机匣零件通用铣槽夹具设计与应用[J]. 俸跃伟,方军,杨易,周成武. 中国新技术新产品. 2015(17)
[5]薄壁件铣削变形及补偿技术研究[J]. 叶建友,吕彦明,徐看,宋灿. 制造技术与机床. 2014(03)
[6]基于模糊综合评判的工艺加工路线研究[J]. 王刚,韦勇福. 制造业自动化. 2013(03)
[7]基于自适应蚁群算法的工艺路线优化[J]. 常智勇,杨建新,赵杰,卫海峰. 机械工程学报. 2012(09)
[8]基于模糊粗糙集的并行装配序列规划方法[J]. 胡小梅,朱文华,俞涛. 机械工程学报. 2010(15)
[9]超精密加工领域科学技术发展研究[J]. 袁巨龙,张飞虎,戴一帆,康仁科,杨辉,吕冰海. 机械工程学报. 2010(15)
[10]浅析机械制造业现状和发展趋势[J]. 刘晓虎. 机电信息. 2010(12)
博士论文
[1]薄壁件精密切削变形控制与误差补偿技术研究[D]. 胡创国.西北工业大学 2007
[2]航空整体结构件加工过程的数值仿真[D]. 董辉跃.浙江大学 2004
[3]航空整体结构件数控加工变形校正理论和方法研究[D]. 孙杰.浙江大学 2003
硕士论文
[1]孔类零件切削加工工艺技术研究[D]. 张保平.中北大学 2016
[2]薄壁舱体零件加工变形分析与精车夹具设计[D]. 谭晓芳.湘潭大学 2015
[3]大直径薄壁圆筒件切削动态仿真及变形控制分析[D]. 王志忠.东北大学 2014
[4]典型难加工材料深孔钻削工艺试验研究[D]. 徐猛.西安石油大学 2014
[5]不锈钢切削加工残余应力预测研究[D]. 杨鸿志.华中科技大学 2014
[6]基于相交特征的工艺规划技术研究[D]. 冯刚.沈阳理工大学 2013
[7]基于有限元ANSYS的浅孔钻仿真[D]. 玄丽萍.西华大学 2010
[8]钛合金高速铣削力试验与有限元数值分析[D]. 易俊杰.南京航空航天大学 2009
[9]45Cr淬硬钢薄壁件车削工艺优化研究[D]. 石振鹏.天津大学 2008
[10]薄壁零件高速铣削工艺与仿真研究[D]. 李跃.东北大学 2008
本文编号：3603942
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钻削变形位置都误差影响示意图
图 2.4 钻削刀具受力图[55]将薄壁小孔钻削过程中刀具的受力向 O 点进行简化，得 y-z 平面切削力的模型，见图 2.8。简化后切削合力及合力矩为： 0hor yiver zis ziF FF FM m F （2.5式中horF 表示水平方向（y 方向）合力；verF 表示垂直方向（z 方向）合力；sM 表示ziF对 O 点的合力矩。在 y-z 平面构建刀具的力学模型，受力图如图 2.5 所示。SM
y1x1F图 2.4 钻削刀具受力图[55]过程中刀具的受力向 O 点进行简化，得 y-及合力矩为： 0hor yiver zis ziF FF FM m F 水平方向（y 方向）合力；垂直方向（z 方向）合力；ziF对 O 点的合力矩。刀具的力学模型，受力图如图 2.5 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]粒子群算法在求解数学建模最优化问题中的应用[J]. 王先超,韩波,张开银,孙娓娓,王春生,王志刚,杨利峰. 阜阳师范学院学报(自然科学版). 2016(02)
[2]大型薄壁机匣件辅助支撑方式优化[J]. 郑耀辉,王江涛,王明海,李晓鹏,王奔. 制造技术与机床. 2016(01)
[3]基于蚁群算法的工艺路线优化决策[J]. 国蓉,于高耀,孟详众,张文培. 制造业自动化. 2015(22)
[4]某发动机多个机匣零件通用铣槽夹具设计与应用[J]. 俸跃伟,方军,杨易,周成武. 中国新技术新产品. 2015(17)
[5]薄壁件铣削变形及补偿技术研究[J]. 叶建友,吕彦明,徐看,宋灿. 制造技术与机床. 2014(03)
[6]基于模糊综合评判的工艺加工路线研究[J]. 王刚,韦勇福. 制造业自动化. 2013(03)
[7]基于自适应蚁群算法的工艺路线优化[J]. 常智勇,杨建新,赵杰,卫海峰. 机械工程学报. 2012(09)
[8]基于模糊粗糙集的并行装配序列规划方法[J]. 胡小梅,朱文华,俞涛. 机械工程学报. 2010(15)
[9]超精密加工领域科学技术发展研究[J]. 袁巨龙,张飞虎,戴一帆,康仁科,杨辉,吕冰海. 机械工程学报. 2010(15)
[10]浅析机械制造业现状和发展趋势[J]. 刘晓虎. 机电信息. 2010(12)
博士论文
[1]薄壁件精密切削变形控制与误差补偿技术研究[D]. 胡创国.西北工业大学 2007
[2]航空整体结构件加工过程的数值仿真[D]. 董辉跃.浙江大学 2004
[3]航空整体结构件数控加工变形校正理论和方法研究[D]. 孙杰.浙江大学 2003
硕士论文
[1]孔类零件切削加工工艺技术研究[D]. 张保平.中北大学 2016
[2]薄壁舱体零件加工变形分析与精车夹具设计[D]. 谭晓芳.湘潭大学 2015
[3]大直径薄壁圆筒件切削动态仿真及变形控制分析[D]. 王志忠.东北大学 2014
[4]典型难加工材料深孔钻削工艺试验研究[D]. 徐猛.西安石油大学 2014
[5]不锈钢切削加工残余应力预测研究[D]. 杨鸿志.华中科技大学 2014
[6]基于相交特征的工艺规划技术研究[D]. 冯刚.沈阳理工大学 2013
[7]基于有限元ANSYS的浅孔钻仿真[D]. 玄丽萍.西华大学 2010
[8]钛合金高速铣削力试验与有限元数值分析[D]. 易俊杰.南京航空航天大学 2009
[9]45Cr淬硬钢薄壁件车削工艺优化研究[D]. 石振鹏.天津大学 2008
[10]薄壁零件高速铣削工艺与仿真研究[D]. 李跃.东北大学 2008
本文编号：3603942
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