【正文】 : 1251001250778 指導(dǎo)老師 : 高 曉 琴 中央電大畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 四 川 電 大 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論文 ) 誠 信 承 諾 書 本人慎重承諾和聲明：所撰寫的《 長梁類鋁合金 結(jié)構(gòu)件的數(shù)控加工工藝設(shè)計 》是在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下自主完成，文中所有引文或引用數(shù)據(jù)、圖表均已注解說明來源，本人愿意為由此引起的后果承擔(dān)責(zé)任。 根據(jù) 加工 方案的設(shè)定 ， 確定 了 加工順序， 加工設(shè)備， 加工參數(shù)，加工刀具，裝夾定位方式 等。 中央電大畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) Abstract The design of the first analysis of the material properties and structure characteristics of aircraft structure aluminum alloy parts, according to the structure characteristic of material properties of aluminum alloy itself and the aluminum alloy parts, the deformation analysis and resonance which may be encountered in cutting the molding process is the main problem, all meet the aluminum alloy aviation structure in cutting molding in the process of the cause and influencing factors of rigid parts caused by the deformation of the reason of resonance. Then the overall processing scheme is determined, and carried on the analysis and solution. According to process setting, determine the processing order, processing equipment, processing parameter, processing cutting tool, clamping and locating method etc.. Then, into the important part of the design, analysis of the effect of deformation and rigid parts processing. Finally the analysis and solution of other related factors, and make the necessary instructions. Key words: aluminum alloy, deformation, rigidity, processing scheme. 中央電大畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 目 錄 緒論 ............................................. 錯誤 !未定義書簽。 特別是 7000 系列及以上的，廣泛應(yīng)用在航空航天器的框架結(jié)構(gòu)上， 其中主要以框型、梁型為主，在加工成型過程 中，由于 鋁合金毛坯成型的殘余應(yīng)力及金屬切削造成的內(nèi)應(yīng)力會引起鋁合金的變形，加工中變形會影響 結(jié)構(gòu)件 的 最終 成型， 不易控制加工精度 ，也會影響 結(jié)構(gòu)件 的加工周期 ，還會造成薄壁結(jié)構(gòu)件的尺寸超差，厚度不均勻的誤差 。整體結(jié)構(gòu)件體積大、剛度差、易變形、加工質(zhì)量和精度很難控制 。 這里以某型號航空航天器長梁類結(jié)構(gòu)件為例 （材料選取鋁合金 7075T7451 預(yù)拉伸板材 ， 鋁合金熱處理并時效后的殘余應(yīng)力主要是淬火熱應(yīng)力殘留 ， 即中心為拉表面為壓的情況 。 航空航天器常規(guī)表面質(zhì)量要求粗糙度 ，部分有配合關(guān)系的部位或 是關(guān)鍵受力部位等表面質(zhì)量要求粗糙度 ，所以我們此次研究需要保證最低標(biāo)準(zhǔn)表面質(zhì)量粗糙度 。 在切削過程中 切削力，會讓弓箭的側(cè)壁殘生“讓刀”變形，其產(chǎn)生的 切削熱及切削振動等均容易導(dǎo)致 結(jié)構(gòu)件 變形， 在切削過程中， 刀具對工件的 切削力 ，會在 工件與刀具的接觸部分發(fā)生彈塑性變形， 并且材料不斷被刀具切除 ， 板內(nèi)殘余應(yīng)力發(fā)生釋放與重分布，原來的應(yīng)力自平衡狀態(tài)遭到破壞，工件只有通過變形才能達(dá)到新的平衡狀態(tài) 。 某型號 航空航天器 所采用的鋁合金 材料的 的彈性模量約為 70~73MPa，約為鋼的 1/3。 傳統(tǒng)裝夾方式，采用壓板，這種問題尤為嚴(yán)重，并且很少采用力矩扳手，就會造成不同壓緊部位，壓緊力不同，對加工工件產(chǎn)生相應(yīng)位移，造成變形。通過 文獻 【 12】 得知，對于此類結(jié)構(gòu)件，不對稱結(jié)構(gòu)導(dǎo)致不對稱去除毛坯造成的殘余腹板方向變形 外形 方向變形 中央電大畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 應(yīng)力不對稱釋放對變形的影響遠(yuǎn)大于其他原因的影響，因此我們也主要研究殘余應(yīng)力對變形的影響及如何應(yīng)對。 殘余 應(yīng)力， 一種是想辦法消除，再一種就是想辦法抵消。 切削加工過程引起的應(yīng)力與毛坯制造的殘余應(yīng)力在同一數(shù)量級上，但是只限于加工結(jié)構(gòu)件表面 ， 加工后零件內(nèi)的殘余應(yīng)力釋放導(dǎo)致變形，我們 從加工設(shè)備上， 選擇工作穩(wěn)定性好的 高速 切削 設(shè)備，主軸轉(zhuǎn)速 20xx0 轉(zhuǎn)以上，切削速度8000mm/min 以上， 軸向切深可達(dá)到 4mm，徑向切深可達(dá)到 50%刀具直徑， 并且加工前要對主軸進行充足 的預(yù)熱，使其達(dá)到平衡狀態(tài)，這里高速主軸熱變形會導(dǎo)致主軸伸長，刀具也會受熱伸長，就會導(dǎo)致工件尺寸超差，故高速主軸預(yù)2mm 塞尺， 可 入 中央電大畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 熱很必要。 在刀具切削去除材料后，里層金屬有彈性的恢復(fù)，即在已加工表面形成之后，因刀具的作用力消失。在 文獻 【 15】 中提出殘余應(yīng)力管理技術(shù)（ RSM） ，從不同的角度討論減小殘余應(yīng)力的方法，對于刀具前角，該文指出，前角每增加 1 度，切削溫度及切削力會降低 10%。 圖 七 圓弧進刀 中央電大畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 在加工順序上，要降低毛坯的內(nèi)應(yīng)力，采用自然或人工時效及振動處理，均可有效消除內(nèi)應(yīng)力。 我們研究的長梁類結(jié)構(gòu)件，毛坯總量約 30kg，而最后的成品重量僅為 ， 見下圖 圖 八 從 結(jié)構(gòu)件自身剛度入手，增強剛度抑制一部分變形 ，在結(jié)構(gòu)件的自身 幾何結(jié)構(gòu) 上，其不對稱的特征引起的變形，我們 通過 套材方式及 工藝凸臺進行結(jié)構(gòu)補充，讓其完整，成為近似對稱結(jié)構(gòu)， 即達(dá)到對稱銑削， 并且工藝凸臺的增設(shè)可以增強其自身剛度，從而抵消其因 不對稱的 幾何結(jié)構(gòu)引起 應(yīng)力 變形，增設(shè)的工藝凸臺如圖 九 所示， 圖 九 工藝凸臺 工藝凸臺 工藝凸臺 沉頭螺釘 毛 坯 工 件 中央電大畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 采用套件的方式，增設(shè)中間的工藝凸臺，讓 結(jié)構(gòu)件 成為近似對稱的結(jié)構(gòu)，補償半框面一側(cè)沒有的外形面，這樣在外形方向（圖 四 ）的變形將被抵消；并且工藝凸臺會增強 結(jié)構(gòu)件 自身的剛度，在有凸臺的一面去除大余量過后，會減少腹板方向（圖 四 ）的變形。 增加輔助支撐、壓緊點，分散受力點、增加壓緊接觸面積，還可以把單邊不對稱結(jié)構(gòu)，設(shè)計成對稱結(jié)構(gòu)，對于薄壁且面積大的腹板面，還可以采取真空平臺吸附裝夾方式。 圖 十 二 塞尺，不入 中央電大畢業(yè)設(shè)計 (論文 )