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基于切削力的薄壁深腔构件加工变形研究

作　者: 郭小芳
导　师: 胡小秋
学　校: 南京理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 深型腔薄壁件切削力模型刀具变形工件变形变形叠加误差补偿
分类号: TG501
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

薄壁深腔结构件由于刚度低,在切削过程中极易发生加工变形,严重影响加工精度。论文依托某科研项目,基于CAD/CAE/CAM/HSM技术,采用理论分析、数值模拟与试验验证相结合的方法,主要从薄壁件侧壁结构、加工刀具、切削用量及安装方式等方面,研究低刚度铝合金薄壁件变形规律。首先,采用四因素四水平的正交试验法,进行了高速铣削防锈铝合金3A21的试验。利用EXCEL软件,对切削力数据进行回归分析,建立起3A21铝合金铣削力数学模型。其次,建立3A21铝合金薄壁件铣削加工工件和刀具的有限元模型,分别研究了工件变形及刀具变形问题,分析了薄壁件加工变形随侧壁高度和厚度变化的规律。采用单因素分析方式,讨论了切削参数对刀具受力变形的影响规律。通过对工件和刀具变形量的叠加,获得了工艺系统的总变形量。采用试验,检验了数值模拟的准确性和理论分析的正确性,为预测加工精度提供了参考,同时为数控编程确定合理的补偿量提供了依据。最后,以某典型深型腔铝合金薄壁件为研究对象,分析了利用三轴加工中心加工深型腔薄壁件的工艺难点,选择了切削用量,研究了加工刀具与工件干涉问题,提出了双向倾斜式装夹方案,并设计了专用夹具。通过进行铣削模拟,理论验证了方案的可行性。

基于切削力的薄壁深腔构件加工变形研究

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