【正文】 第 二 章 加工剛性 的 影響 因素 分析及解 決方案 第一節(jié) 加工剛性的影響因素分析 金屬切削加工中 會因為剛性差而 產生振動 ，這 是一種十分有害的現(xiàn)象。 一般，切削過程中產生的振動都具有 自由振動、強 迫振動和自激振動。顫振的產生會是由模態(tài)耦合顫振理論及不同材料、刀具引起切削力變化而產生的顫振等。故 在加工的時候 出現(xiàn)剛性不足， 會 引起共振， 這種情況我們 通過 套材方案，并 增加工藝凸臺 （圖 九 ） 或工藝支撐來補充結構件 自身 的不對稱結構，增強結構本身 的剛度，通過增加工藝凸臺，同時也使結構件 變成完整對稱結構，在加工中，可以有效增加剛性，抑制 振動 ，在全部尺寸 加工到要求后，最后再把工藝凸臺去除。 裝配用定位工藝銷孔要求公差一般在177。留余量過多時，精加工時會因余量過多刀具加工費力，而造成效率降低，同時可能會造成刀具故障影響加工質量 ，通常選取周邊及底面留余量 3mm，面積較大需要增加剛性是可以增加到 5mm，但只針對底面增加 。 徑向切深通常選取 50%刀具直徑即可，軸向切深與刀具直徑、切削方式，主軸轉速和進給量有關 一般認為， 引至文獻 【 17】 切削速度越高，激振頻率則越高，特別在高速切削情況下，激振頻率遠高于工藝系統(tǒng)的固有頻率，因此工藝系統(tǒng)振動小。 精加工，刀具直徑 20mm~16mm，底角 R3，徑向切深＜ 3mm，軸向切深＜3mm。 下斷， 刀具直徑 12mm~8mm，底角 R1，徑向切深 50%直徑，軸向切深＜1mm，切削進給量 1000mm/min。 下斷，刀具直徑 12mm~8mm，底角 R1，徑向切深 50%直徑，軸向切深＜1mm，特殊情況時軸向切深會達到刀具切削刃長度，但是徑向切深要嚴格控制在1mm 以內。 立式和龍門式是使用最廣泛的，這里我們選擇 定梁式 龍門式五坐標高速數(shù)控設備 （圖 十四 ） ，龍門銑 自身穩(wěn)定性好，精度高，設備震動對被 加工 結構件 影響小。 精加工選取小直徑刀具，精度高，更穩(wěn)定，適 合 結構件 壁厚變薄后剛性變差，易震動的加工時段。刀具后角，適當減小后角對振動的抑制具有一定的效果。 刀套的選擇，一般高速加工使用液壓刀柄和熱脹刀柄， 液壓式夾持力大 ， 適用與大型刀具 、 重切削 ， 熱脹式是通過熱膨脹夾松刀具 ， 夾持精度 高 ， 主要用在小直徑刀具上。 定 梁 五坐標主軸 中央電大畢業(yè)設計 (論文 ) 六 、 工藝裝夾的方式 裝夾在加工中也占據(jù)著很重 要的位置，合理有效的裝夾方式，可以有效的增強剛性，抑制震動。 凸臺下沉 墊板支撐 部分 真空吸附 中央電大畢業(yè)設計 (論文 ) 第 三 章 其他影響因素 第一節(jié) 影響變形和剛性的其他可能性 一、 材料 不同廠家生產的鋁合金材料， 如進口鋁材和國產鋁材， 其生產過程可能會存在不一樣，其殘余應力也會有所不同，解決變形的方案可能就會出現(xiàn)無效的結果，這樣，我們就需要時刻關注加工材料的情況，在加工中隨時做好記錄，采集數(shù)據(jù)，以便完善解決變形的方案。 再有粗加工去除大余量過后，沒有合理的時效，釋放切削應力，會造成加工完后一段時間內再次變形，也需要注意。 所以要求操作人員在加工前一定要檢查刀具狀態(tài)，是否可以使用。 中央電大畢業(yè)設計 (論文 ) 第 四 章 本章小結 隨著現(xiàn)代 航空航天器 性能要求的不斷提高 ,許多骨架 結構件 尤其是主承力結構件 (如 航空航天器 的大梁、隔框、壁板、翼肋等 )普遍采用由大型整塊毛坯直接 /挖空而加工 成復雜 槽腔、 筋條 、凸臺 和減輕 孔等整 體結構 件 , 材料切 除量可 達90%~95%. 比如我們選取的此類長梁類 結構件 ， 通常包括薄的腹板和由垂直于腹板的薄壁筋板包圍的開放格槽 ,一般具有單邊 特征 ,如圖 三 所示 ,主要采取高強鋁合金預拉伸厚板加高速銑削的加工方式 .在實際加工中 ,因材料性質、工件毛坯的初始應力狀態(tài)、加工工藝 方案 及 結構件 幾何特征導致加工時容易產生明顯的應力釋放引起變形 和切削振動 。 結論 如何實現(xiàn) 鋁合金 整體結構件高效精密加工，解決 鋁合金 整體結構件加工變形的問題已經(jīng)成為 鋁合金 制造領域核心關鍵技術。 中央電大畢業(yè)設計 (論文 ) 參 考文獻 【 1】王祝堂、田榮璋。機械加工工藝手冊。北京：機械工業(yè)出版社， 1978 【 4】王志剛、何寧、武凱等 。南京理工大學，20xx 【 6】楊堯 。南京航空航天大學機電學院 ， 20xx 【 8】張 烘州、戎斌、陳杰、明偉偉。中航工業(yè)航宇救生裝備有限公司 ， 20xx 【 10】李鵬。 飛機鋁合金結構件數(shù)控加工變形分析與控制 。塑性變形對鋁合金彈性模量的影響。薄壁零件高速銑削的振動問題分析。 。 在此 設計者 對 高曉琴 老師表示最由衷的感謝。金屬切屑加工中的振動及抑制措施分析。鋁合金薄壁件數(shù)控銑削加工變形實驗與分析 。中國電子科技集團公司第 27 研究 所 ，20xx 【 11】畢運波、柯映林、董輝躍。中國商飛上海飛機制造有限公司、上海交通大學機械與動力工程學院 ，20xx 【 9】張晶。燕山大學， 20xx 【 7】王志剛、何寧、武凱、趙威。中國機械工程， 20xx 【 5】陳創(chuàng)明。 20xx 【 3】華南工學院，甘肅工業(yè)大學。長沙：中南大學出版社。 通過本次 對典型 長梁類鋁合金結構件的加工工藝 設計， 使 我們 掌握了 鋁合金材料切削加工過程中的變形 規(guī)律和 影響因素 ， 加工剛性的重要性 及控制方法， 取得 的 重要的 數(shù)據(jù) ， 可以在實際加工中 得以普及 。 對典型 長梁類 單邊結構件來說 ,不對稱去除材料導致的工件內切削 應力的不對稱釋放對變形的影響 最大， 因此本文也主要在 工藝結構設計，切削工藝方案上著重分析。所以設備的日常維護和保養(yǎng)也很重要。所以要求操作人員要注意觀察刀具加工狀態(tài)，出現(xiàn)問題及時記錄，回饋給工藝人員，工藝人員及時優(yōu)化改進工藝方案。 當毛坯加工前，還需要做內部磁力或射線探傷，查看是否有內部缺陷，如果沒有檢查，或是沒有檢查出來，同樣會對后面的加工變形和剛性造成影響 。 將此長梁類 結構件 端頭的凸臺 沉到墊板平面下，這樣 結構件 腹板面可以大面積支撐在 工裝 墊板上， 結構件中間部分工藝凸臺，在工藝設計時與工件連接在一起，最后切斷，此時 可以充當沒有外形一面的緣條，支撐 結構件 ，增加加工剛性，再利用沒有筋條面的腹板面，采用真空吸附形式，在最后精加工時， 壁厚變的很薄的時候， 剛性最差的時候，將 結構件 牢牢 吸附在工裝墊板上，抑制切削時的 振動 ，可以有效增強剛性，提高加工效率，切削質量。還 具有免維護功能和抗污能力，而且易于使用和安全地夾緊刀具 。粗加工時 結構件 剛性好，可選擇 R 值大的刀具，精加工時剛 性差，就需要選擇 R 值小的刀具，特別是下斷的時候，如果可以，就選 R0 的刀具進行切削。 ~45176。 中央電大畢業(yè)設計 (論文 ) 圖 十四 五 、 刀具、工量具的選取 加工設備選定后，加工刀具可選的范圍就可以確定了，高速設備使用的高速加工刀具 硬度、熱硬性、耐磨性及可磨性都很好，當切削溫度高達 600℃ 以上時，硬度仍無明顯下降 ，并且鋒利，動平衡等都很好，這就使得切削過程中，更小的切削震動，更好的剛性。 通過數(shù)據(jù)對比， 研究發(fā)現(xiàn)，增大進給量時，對切削振動有一定的抑制作用，并且 高速加工在效率上的優(yōu)勢 很明顯 。 精加工，刀具直徑 20mm~16mm，底角 R3，徑向切深可以選?。?2mm，軸向切深 3mm，切削進給量 6000mm/min。 清內形轉角，刀具直徑 12mm~6mm，底角 R3，徑向切深 ＜ 1mm，軸向切深＜ 2mm，且最后一層需要＜ 1mm。 經(jīng)過對試驗件的實驗數(shù)據(jù)對比，采取以下加工參數(shù)，較為合理。下斷工藝凸臺的順序要先