铝合金薄壁件加工变形控制技术研究

发布时间：2017-05-06 07:38

  本文关键词：铝合金薄壁件加工变形控制技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：铝合金薄壁件的加工变形问题是一个普遍存在于制造行业的问题,长久以来一直制约着高精尖制造业的进步,是航天、电子、汽车等众多制造行业发展的瓶颈。引起加工变形的因素有很多,这些因素又相互作用且规律复杂,每个因素又由不同的因素所影响和制约,很难全面的去考虑和研究,本文针对引起变形的几个主要因素分别进行研究,对铝合金薄壁件的加工变形进行控制。1.通过分析铝合金毛坯件的热处理方式,预测热处理后毛坯件的内应力分布,应用CAE仿真切削加工,并预测加工变形,根据预测结果,选取合适的模态频率,制定频谱谐波振动时效方案,完成实验验证。2.本文对低应力工装对加工变形的影响进行了阐述,并以某型号舱体以及对开式整流罩骨架为例,进行低应力工装的设计,实现了对加工变形的控制,也为后续的生产提供了基础。3.本文针对切削参数的选择对薄壁件加工的影响展开分析,重点分析了45%碳化硅铝(45%Si Cp/Al)这种新型复合材料的各种典型加工方式的切削参数选择。通过刀具优选、切削试验以及应用VC6.0平台上开发铣削参数优化软件完成参数选择,最后再进行试验验证,得出切削参数手册。4.通过加工工艺路线的优化,实现加工变形的控制。以某型号整流罩金属骨架为例,根据其加工技术要求,对原始加工工艺路线进行优化,最终实现对加工变形的控制。5.本文以某型号舱体为例,通过对整体加工过程的变形进行控制,消除内应力,设计低应力工装,完成切削参数选择,制定工艺方案,最终完成加工,达到技术指标要求。
【关键词】：加工变形 振动时效 低应力工装 参数选择 工艺优化
【学位授予单位】：北华航天工业学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH16;TG166.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-20
• 1.1 引言9-11
• 1.2 航天薄壁件的常用材料11
• 1.3 航天典型薄壁结构件分类及特点11-12
• 1.4 铝合金薄壁件制造的国内外现状12-15
• 1.4.1 国外现状13-14
• 1.4.2 国内现状14-15
• 1.4.3 存在的差距和问题15
• 1.5 航天薄壁件件加工变形的机理15-17
• 1.6 本论文的研究目标、意义、内容和整体框架17-20
• 1.6.1 研究目标17
• 1.6.2 研究内容17-18
• 1.6.3 研究意义18-19
• 1.6.4 论文框架19-20
• 第2章 航天薄壁件残余应力对加工变形影响研究20-31
• 2.1 引言20
• 2.2 淬火残余应力的产生机理20-23
• 2.3 振动时效原理分析23-25
• 2.4 频谱谐波振动时效技术原理与特点25-26
• 2.5 典型薄壁零件的振动时效消除残余内应力26-30
• 2.5.1 某铝合金薄壁盒的结构分析26
• 2.5.2 淬火后的毛坯件残余应力预测26-28
• 2.5.3 切削加工仿真及成品加工变形预测28
• 2.5.4 频谱谐波振动时效实施28-29
• 2.5.5 实验结果分析29-30
• 2.6 本章小结30-31
• 第3章 低应力工装对加工变形影响研究31-40
• 3.1 引言31
• 3.2 低应力工装的机理研究31-32
• 3.3 几种典型航天结构件的低应力工装设计32-38
• 3.3.1 某型号七舱舱体低应力工装设计32-34
• 3.3.2 整流罩金属骨架的工装设计34-38
• 3.4 本章小结38-40
• 第4章 切削参数及刀具选择对加工变形的研究40-68
• 4.1 引言40
• 4.2 切削参数优化方法研究40-42
• 4.3 45%碳化硅铝切削参数的优化42-64
• 4.3.1 铝基复合材料切削加工的刀具优选43-49
• 4.3.2 铝基复合材料切削参数优化问题49-60
• 4.3.3 选择目标函数进行优化60-63
• 4.3.4 典型零件的加工验证63-64
• 4.4 本章小结64-68
• 4.4.1 建立切削参数手册64-66
• 4.4.2 参数优化效果66-68
• 第5章 针对铝合金薄壁件加工变形的工艺优化方案68-76
• 5.1 引言68
• 5.2 典型薄壁结构件的工艺难点分析68
• 5.3 典型薄壁结构件的工艺方案制定与优化68-75
• 5.3.1 攻关前存在的主要问题68-69
• 5.3.2 攻关途径、方法69-70
• 5.3.3 控制零组件变形的主要措施70-72
• 5.3.4 攻关结果72-75
• 5.4 本章小结75-76
• 第6章 某型号典型薄壁舱体的整体加工过程76-88
• 6.1 前言76
• 6.2 某型号舱体的结构分析及加工难点76-78
• 6.2.1 零件外形结构76-77
• 6.2.2 加工工艺技术难点77-78
• 6.3 针对结构特点的低应力工装设计78
• 6.4 加工方法选择78-81
• 6.4.1 内腔内壁平台加工方法选择78-80
• 6.4.2 内腔盲孔加工方法80-81
• 6.5 工艺流程设计及切削参数优化81-82
• 6.5.1 加工工艺设计81
• 6.5.2 加工参数选择优化81-82
• 6.6 加工仿真及刀具优化82-85
• 6.6.1 刀路设计及程序编制82-83
• 6.6.2 刀具设计优化83-85
• 6.7 加工试验验证85-87
• 6.7.1 攻关结果85-86
• 6.7.2 加工质量情况86-87
• 6.8 本章小结87-88
• 第7章 结论88-90
• 7.1 本文的主要成果88
• 7.2 未来展望88-90
• 参考文献90-94
• 致谢94

【共引文献】

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