基于铣削变形补偿的装夹布局优化系统研究

发布时间：2017-08-09 00:13

  本文关键词：基于铣削变形补偿的装夹布局优化系统研究

  更多相关文章： 薄板件 装夹 铣削变形 变形补偿 补偿系统

【摘要】：整体铣削的薄板／薄壁件在航空航天、汽车、船舶等领域得到了普遍应用,但其刚度相对较低,在装夹方案、铣削力、铣削热等原因的交互作用下,工件会产生较大的加工变形,严重影响工件的加工精度。将智能优化方法与CAD系统有效集成,构建合理的装夹布局优化系统,必将具有重要的理论意义与实用价值。本文以铝合金6061薄板件为研究对象,选用二序铣削的加工实验和有限元仿真相结合的方法,对工件产生铣削变形的因素进行综合分析,研究了铣削过程中不同位置处夹紧力的变化规律,进一步完善了铣削变形的装夹补偿方法,以UGNX软件为平台,设计开发了基于铣削变形补偿的装夹布局优化系统。研究了点支撑装夹方式下薄板件二序铣削加工变形的产生原因,分析了二序铣削加工过程中夹紧力的变化规律。设计了基于ABAQUS有限元仿真软件的二序加工仿真模型,仿真分析了工件表面残余应力的产生规律以及加工过程中工件-刀具接触区域的应力分布特性,并得到了加工后工件的最终表面形貌。采用半弹性接触模型建立了预弯曲方法下的二维、三维有限元仿真模型,通过单因素多水平与多因素多水平实验获得了预弯曲装夹补偿方式下的预弯曲量估算模型及其自变量的计算方式,并以此设计了预弯曲补偿量估算系统。设计了装夹布局优化的目标遗传算法,构建了CAD、ABAQUS有限元仿真、N 4A TLAB集成系统,实现了基于变形补偿的装夹布局目标优化的设计。设计了基于变形补偿的装夹布局优化系统的功能结构与系统流程图,构建了数据库的逻辑模型。以UG NX软件为平台,选用C#为开发语言、ACCESS为数据库,实现了系统菜单的创建,设计了系统的人机交互界面及系统运行的内部程序,完成了基于变形补偿的装夹布局优化系统的设计。
【关键词】：薄板件 装夹 铣削变形 变形补偿 补偿系统
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG54
【目录】：

• 摘要9-10
• ABSTRACT10-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 课题背景12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2.1 加工变形的研究现状12-14
• 1.2.2 变形补偿方法的研究现状14-16
• 1.2.3 计算机辅助夹具设计系统的研究现状16
• 1.3 研究目的、意义及主要研究内容16-19
• 1.3.1 研究目的与意义16-17
• 1.3.2 研究内容17-18
• 1.3.3 课题来源18-19
• 1.4 本文的结构安排19-20
• 第2章 夹紧力变化规律及二序加工的有限元仿真方法20-36
• 2.1 影响加工变形的主要原因20-22
• 2.1.1 装夹引起的工件变形20-21
• 2.1.2 工件在铣削过程中产生的变形21
• 2.1.3 残余应力引起的变形21-22
• 2.2 薄壁件点支撑方式下的二序铣削加工实验的研究22-27
• 2.2.1 实验方案22-24
• 2.2.2 实验结果及分析24-27
• 2.3 薄板件点支撑方式下二序二维有限元仿真研究27-34
• 2.3.1 切削加工有限元仿真28-31
• 2.3.2 薄板件二序二维切削加工仿真过程及结果分析31-34
• 2.4 本章小结34-36
• 第3章 预弯曲补偿方法及补偿子模块设计36-52
• 3.1 工件铣削变形的预弯曲补偿方法研究36-40
• 3.1.1 预弯曲补偿机理36-37
• 3.1.2 预弯曲单因素仿真实验37-40
• 3.2 两因素仿真实验及其结果分析40-45
• 3.2.1 实验方案40-41
• 3.2.2 实验结果及分析41-45
• 3.3 基于UG NX的补偿模块设计45-50
• 3.4 本章小结50-52
• 第4章 基于UGNX的装夹布局优化系统52-70
• 4.1 CAD平台52-54
• 4.1.1 UG NX简介52
• 4.1.2 UG NX的二次开发方法52-54
• 4.2 系统的实现流程54-59
• 4.2.1 开发工具54-57
• 4.2.2 系统的功能设计57-59
• 4.3 系统的软件实现59-68
• 4.3.1 零部件的自动创建60-62
• 4.3.2 补偿优化子系统设计62-67
• 4.3.3 用户管理子系统的实现67-68
• 4.4 本章小结68-70
• 第5章 结论与展望70-72
• 5.1 结论70-71
• 5.2 展望71-72
• 参考文献72-80
• 致谢80-82
• 附录82-90
• 学位论文评阅及答辩情况表90

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本文编号：642653