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薄壁零件整体铣削精度控制及补偿方法研究

发布时间:2018-01-16 01:07

  本文关键词:薄壁零件整体铣削精度控制及补偿方法研究 出处:《上海工程技术大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文


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【摘要】:贮箱筒段零件是一种典型的大型薄壁零件,主要应用于航空航天领域。传统的加工工艺采用化学铣削或平板铣削后弯曲成型形成筒段,这种方法的主要缺点是对自然环境污染比较严重、产品成型后精度低。近年来国内外针对此类零件的加工提出了一种新型的绿色加工技术,即采用整体铣削代替传统的加工手段以实现去除材料目的,但由于工件自身刚性弱、材料易变形等原因,在整体铣削加工过程中受铣削力作用易产生变形,因此针对此类零件的加工变形分析、变形控制方法及精度控制研究具有非常重要的意义。本文首先建立适用于此类零件螺旋铣削加工的高精度铣削力模型,利用有限元仿真和加工测量进行分析研究,提出了分别从优化加工工艺参数和变形误差补偿两个方面实现对零件加工变形和精度的控制,从而达到实现此类零件低变形、低震颤、高精度和高效率的加工目的。具体研究内容如下:(1)建立了考虑刀具铣削位置、铣削速度、每齿进给量、切削深度、切削宽度等因素影响的螺旋铣削力模型,设计了铝合金2219材料的切削加工实验,确定各项剪切力系数,为有限元分析和变形控制方法提供理论依据。(2)建立了基于有限元的变形分析模型,根据装夹方式对有限元模型施加固定约束,确定仿真分析的载荷大小,对整体变形规律进行了仿真分析和验证。(3)提出了优化切削参数控制零件变形的方法,在零件装夹控制变形方面提出了采用局部随动支撑增加零件加工区域刚性的方法,减小零件加工过程的变形,为贮箱薄壁零件加工精度控制和补偿方法研究提供了理论基础。(4)提出了基于局部公差的分区域优化补偿方法,确定了不同区域的变形耦合系数,利用优化补偿方法对变形量进行优化补偿,实现对零件变形的控制。
[Abstract]:The cylinder section is a typical large thin-walled part, which is mainly used in the field of aerospace. The traditional processing technology uses chemical milling or plate milling to form cylinder segment. The main drawback of this method is that it pollutes the natural environment seriously and has low precision after molding. In recent years, a new green processing technology for this kind of parts has been put forward at home and abroad. In order to achieve the purpose of material removal, the whole milling method is used instead of the traditional processing means. However, due to the weak rigidity of the workpiece itself and the easy deformation of the material, it is easy to be deformed by milling force in the whole milling process. Therefore, it is of great significance to study the deformation control method and precision control for this kind of parts. Firstly, a high-precision milling force model suitable for spiral milling of this kind of parts is established in this paper. The finite element simulation and machining measurement are used to analyze and research, and the control of machining deformation and precision is put forward from two aspects: optimizing machining process parameters and compensating deformation error respectively. In order to achieve this kind of parts low deformation, low tremor, high precision and high efficiency, the specific research contents are as follows: 1) the tool milling position, milling speed and feed per tooth are considered. The helical milling force model affected by cutting depth, cutting width and other factors was designed. The cutting experiments of aluminum alloy 2219 were designed to determine the shear force coefficients. For the finite element analysis and deformation control method provides the theoretical basis.) the deformation analysis model based on the finite element method is established. According to the clamping mode the finite element model is fixed and the load size of the simulation analysis is determined. The method of optimizing cutting parameters to control the deformation of parts is put forward. In order to reduce the deformation of parts in the process of machining, the method of increasing the rigidity of machining area by using local following support is put forward in the aspect of clamping and controlling the deformation of parts. This paper provides a theoretical basis for the research of machining precision control and compensation method for thin-walled parts of storage tank. (4) A method for optimizing compensation based on local tolerance is proposed, and the coupling coefficient of deformation in different regions is determined. The optimal compensation method is used to control the deformation of parts.
【学位授予单位】:上海工程技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TG54

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本文编号:1430852


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