基于有限元高精度密封平面铣削加工研究及仿真

发布时间：2017-09-28 11:33

  本文关键词：基于有限元高精度密封平面铣削加工研究及仿真

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【摘要】：高精度密封平面在航空制造中有广泛的应用,而且各类零件都有不同的结构和制造工艺。高精度密封平面加工时不同切削参数对加工精度有不同的影响,确定高精度密封平面在切削加工中出现的上述问题时,现在的工艺技术依然使用传统的方法,即:试切方式和经验参数。使用传统的方法生产效率低下,而且对高精度密封平面的加工精度也很难保证。所以,展开航空应用中高精度密封平面加工变形机理以及控制加工变形的理论研究,并对其措施进行模拟、实验,会促使航空高精度密封平面在实际加工中工艺技术、加工精度和生产效率等有极大的提高。因此,在分析研究飞机发动机结构特点及对燃油喷射系统关键件进行加工工艺研究的基础上,以发动机中燃油泵的高精度孔密封面为主要研究对象,分析切削参数对高精度密封平面加工质量影响。(1)根据提供的零件的基本要求及有限元仿真分析要求,分析了影响加工精度的主要切削参数,并对切削参数的选值进行初步确定。(2)根据所要达到的要求,构建合适的铣削加工过程三维有限元模型,并定义有限元模型各项参数,得到工件的加工变形、残余应力、切削力的大小和分布情况。(3)对仿真出来的结果根据3σ原则进行除噪处理,得到每个切削参数下加工变形尺寸,再依据尺寸精度、粗糙度和平面度计算公式,算出每个参数下的数据,对每个切削参数的影响趋势进行分析。(4)基于遗传算法运用Matlab进行编程,迭代计算对切削参数进行优化,再从工艺系统角度出发,制订合理、可行的控制方法和工艺措施,以达到图纸精度要求。
【关键词】：高精度密封平面 加工精度 有限元 遗传算法 参数优化
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V261.23
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究意义及目标10-11
• 1.2 国内外技术现状11-14
• 1.2.1 切削参数对表面加工质量影响研究现状11-12
• 1.2.2 有限元仿真技术的应用研究现状12-14
• 1.3 本文主要研究内容14-15
• 1.4 本文研究的关键技术15-16
• 1.5 本章小结16-18
• 第二章 金属切削参数对加工质量的研究18-24
• 2.1 铣削用量各要素的定义及计算公式18-19
• 2.2 切削用量的选择19-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第三章 基于有限元的工艺加工过程仿真及研究24-38
• 3.1 零件的材料与结构特性分析24-25
• 3.1.1 零件材料属性24
• 3.1.2 零件结构特点24-25
• 3.1.3 零件的加工特点25
• 3.2 创建三维仿真模拟模型25-26
• 3.3 ABAQUS仿真软件有限元模型建立26-32
• 3.4 多组切削参数对零件质量的影响研究32-36
• 3.5 本章小结36-38
• 第四章 切削参数对加工质量的研究与分析38-68
• 4.1 仿真结果输出及数据提取38-39
• 4.2 基于数理统计对加工质量数据分析处理39-40
• 4.3 切削参数优化选择40-41
• 4.4 切削参数对尺寸精度研究与分析41-47
• 4.4.1 进给量对尺寸精度影响研究与分析43-44
• 4.4.2 主轴速度对尺寸精度的影响研究与分析44-45
• 4.4.3 背吃刀量对尺寸精度影响的研究与分析45-47
• 4.5 切削参数对表面粗糙度研究与分析47-56
• 4.5.1 进给量对表面粗糙度的影响研究与分析52-54
• 4.5.2 主轴速度对表面粗糙度的影响研究与分析54-55
• 4.5.3 背吃刀量对表面粗糙度的影响研究与分析55-56
• 4.6 切削参数对平面度的研究与分析56-66
• 4.6.1 进给量对平面度的影响研究与分析62-64
• 4.6.2 主轴转速对平面度的影响研究与分析64-65
• 4.6.3 背吃刀量对平面度的影响研究与分析65-66
• 4.7 本章小结66-68
• 第五章 基于遗传算法的切削参数优化68-74
• 5.1 铣削参数优化模型68-70
• 5.1.1 优化变量68-69
• 5.1.2 目标函数69-70
• 5.1.3 约束条件70
• 5.2 遗传算法70-71
• 5.2.1 编码方法70-71
• 5.2.2 适应度函数71
• 5.2.3 运算过程71
• 5.2.4 控制参数设置71
• 5.3 铣削参数的优化结果71-73
• 5.4 本章小结73-74
• 第六章 总结与展望74-76
• 6.1 总结74
• 6.2 展望74-76
• 参考文献76-80
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果80-81
• 致谢81-82

【参考文献】

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本文编号：935623