【正文】 出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)記錄，回饋給工藝人員，工藝人員及時(shí)優(yōu)化改進(jìn)工藝方案。對(duì)典型長(zhǎng)梁類(lèi)單邊結(jié)構(gòu)件來(lái)說(shuō),不對(duì)稱(chēng)去除材料導(dǎo)致的工件內(nèi)切削應(yīng)力的不對(duì)稱(chēng)釋放對(duì)變形的影響最大，因此本文也主要在工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，切削工藝方案上著重分析。長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社。中國(guó)機(jī)械工程，2022【5】陳創(chuàng)明。中國(guó)商飛上海飛機(jī)制造有限公司、上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院，2022【9】張晶。鋁合金薄壁件數(shù)控銑削加工變形實(shí)驗(yàn)與分析。在此設(shè)計(jì)者對(duì)高曉琴老師表示最由衷的感謝。薄壁零件高速銑削的振動(dòng)問(wèn)題分析。飛機(jī)鋁合金結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工變形分析與控制。南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院，2022【8】張烘州、戎斌、陳杰、明偉偉。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1978【4】王志剛、何寧、武凱等。參考文獻(xiàn)【1】王祝堂、田榮璋。中央電大畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第四章 本章小結(jié)隨著現(xiàn)代航空航天器性能要求的不斷提高,許多骨架結(jié)構(gòu)件尤其是主承力結(jié)構(gòu)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(fù)雜槽腔、筋條、凸臺(tái)和減輕孔等整體結(jié)構(gòu)件,材料切除量可達(dá) 90%~95%.比如我們選取的此類(lèi)長(zhǎng)梁類(lèi)結(jié)構(gòu)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(kāi)放格槽,一般具有單邊特征,如圖三所示,主要采取高強(qiáng)鋁合金預(yù)拉伸厚板加高速銑,因材料性質(zhì)、工件毛坯的初始應(yīng)力狀態(tài)、加工工藝方案及結(jié)構(gòu)件幾何特征導(dǎo)致加工時(shí)容易產(chǎn)生明顯的應(yīng)力釋放引起變形和切削振動(dòng)。再有粗加工去除大余量過(guò)后，沒(méi)有合理的時(shí)效，釋放切削應(yīng)力，會(huì)造成加工完后一段時(shí)間內(nèi)再次變形，也需要注意。定 梁五坐標(biāo)主軸中央電大畢業(yè)設(shè)計(jì)(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(qiáng)剛性，抑制震動(dòng)。刀具后角，適當(dāng)減小后角對(duì)振動(dòng)的抑制具有一定的效果。立式和龍門(mén)式是使用最廣泛的，這里我們選擇定梁式龍門(mén)式五坐標(biāo)高速數(shù)控設(shè)備（圖十四），龍門(mén)銑自身穩(wěn)定性好，精度高，設(shè)備震動(dòng)對(duì)被加工結(jié)構(gòu)件影響小。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(jìn)給量 1000mm/min。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(zhuǎn)速和進(jìn)給量有關(guān)一般認(rèn)為，引至文獻(xiàn) 【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(yuǎn)高于工藝系統(tǒng)的固有頻率，因此工藝系統(tǒng)振動(dòng)小。裝配用定位工藝銷(xiāo)孔要求公差一般在177。顫振的產(chǎn)生會(huì)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(chǎn)生的顫振等。圖 十二 塞尺，不入中央電大畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)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(huì)因?yàn)閯傂圆疃a(chǎn)生振動(dòng)，這是一種十分有害的現(xiàn)象。我們研究的長(zhǎng)梁類(lèi)結(jié)構(gòu)件，毛坯總量約 30kg，圓弧進(jìn)刀中央電大畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)而最后的成品重量?jī)H為 ，見(jiàn)下圖圖 八從結(jié)構(gòu)件自身剛度入手，增強(qiáng)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(duì)稱(chēng)的特征引起的變形，我們通過(guò)套材方式及工藝凸臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)補(bǔ)充，讓其完整，成為近似對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，即達(dá)到對(duì)稱(chēng)銑削，并且工藝凸臺(tái)的增設(shè)可以增強(qiáng)其自身剛度，從而抵消其因不對(duì)稱(chēng)的幾何結(jié)構(gòu)引起應(yīng)力變形，增設(shè)的工藝凸臺(tái)如圖九所示，圖 九采用套件的方式，增設(shè)中間的工藝凸臺(tái)，讓結(jié)構(gòu)件成為近似對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)，補(bǔ)償半框面一側(cè)沒(méi)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(tái)會(huì)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)件自身的剛度，在有凸臺(tái)的一面去除大余量過(guò)后，會(huì)減少腹板方向（圖四）的變形。在文獻(xiàn) 【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(duì)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(huì)降低10%。切削加工過(guò)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(jí)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 20220 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(duì)主軸進(jìn)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(huì)導(dǎo)致主軸伸長(zhǎng)，刀具也會(huì)受熱伸長(zhǎng)，就會(huì)導(dǎo)致工件尺寸超差，故高速主軸預(yù)熱很必要。通過(guò)文獻(xiàn) 【12】 得知，對(duì)于此類(lèi)結(jié)構(gòu)件，不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致不對(duì)稱(chēng)去除毛坯造成的殘余應(yīng)力不對(duì)稱(chēng)釋放對(duì)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(duì)變形的影響及如何應(yīng)對(duì)。某型號(hào)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。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。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。最后作其它相關(guān)因素的分析和解決，并作必要的說(shuō)明。設(shè)計(jì)(論文)的研究成果歸屬學(xué)校所有?？梢?jiàn)，鋁合金仍然是航空航天器中不可或缺的主要材料。依次針對(duì)性尋找解決方案，逐個(gè)突破，最終成功解決變形和加工剛性的問(wèn)題。從鋁合金材料本身的特性方面來(lái)看，為獲得理想的強(qiáng)度，鋁合金毛坯板材必須經(jīng)過(guò)軋制、固溶、拉伸、時(shí)效等一系列工藝流程，在這些過(guò)程中因存在不均勻的溫度場(chǎng)和不均勻的彈塑性變形，板內(nèi)產(chǎn)生了殘余應(yīng)力，毛坯初始?xì)堄鄳?yīng)力以及切削加工過(guò)程中強(qiáng)熱力耦合作用下產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，在重新分布后造成整體結(jié)構(gòu)件整體變形。當(dāng)?shù)毒哌M(jìn)行切削加工時(shí)，會(huì)出現(xiàn)‘過(guò)切’或‘欠切’現(xiàn)象，從而造成工件表面幾何誤差變形，對(duì)于剛性較差的薄壁結(jié)構(gòu)件，裝夾是引起加工變形的一個(gè)重要因素。在其材料成型、熱處理、切削過(guò)程等，都會(huì)形成不均勻的殘余應(yīng)力。表層的收縮受里層的牽制，因而表層存在張應(yīng)力，里層存在壓應(yīng)力），并在去除大2mm 塞尺，可入中央電大畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)余量材料加工后進(jìn)行充分的時(shí)效，釋放掉耦合作用下的殘余應(yīng)力，即可有效消除大部分殘余應(yīng)力，控制變形。下圖黃色線(xiàn)即為圓弧進(jìn)刀，且進(jìn)刀角度＜10176。從裝夾方式上，初始的方式采用普通的墊板和壓板進(jìn)行裝夾，普通的墊板不能跟隨結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行有效的支撐，壓板的壓緊力大小、不平均都會(huì)影響加工狀態(tài)，造成變形，還會(huì)對(duì)加工造成干涉，影響加工效率。為減小振動(dòng)，有時(shí)不得不降低切削用量，使機(jī)床加工的生產(chǎn)效率降低。腹板 振紋緣條內(nèi)形振紋中央電大畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第二節(jié) 剛性影響因素的解決方案一、工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要針對(duì)結(jié)構(gòu)件本身結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)，不規(guī)則，結(jié)構(gòu)件自身剛度較弱，引至文獻(xiàn) 【17】 ，設(shè)備轉(zhuǎn)速在 10000 轉(zhuǎn)以上，激振力頻率遠(yuǎn)高于設(shè)備工藝系統(tǒng)固有頻率，通過(guò)對(duì)薄壁結(jié)構(gòu)件的切削實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)壁厚較大時(shí)（≥3mm），基本上不會(huì)發(fā)生切削振動(dòng)，隨著壁厚變薄，振動(dòng)發(fā)生幾率越來(lái)越大。留余量過(guò)少時(shí)，精加工第一面時(shí)，底面余量過(guò)少會(huì)造成剛性不足，引起震動(dòng)。中央電大畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)此長(zhǎng)梁類(lèi)型結(jié)構(gòu)件如果選用低速設(shè)備（主軸轉(zhuǎn)速 3000 轉(zhuǎn)/min 以下），粗加工，刀具直徑 30mm，底角 R3，徑向切深可以選取 15mm，軸向切深 5mm，切削進(jìn)給量 3000mm/min。清內(nèi)形轉(zhuǎn)角，刀具直徑 12mm~6mm，底角 R3，徑向切深可以選?。?，軸向切深 2mm，且最后一層需要＜1mm，切削進(jìn)給量 6000mm/min。粗加工選取大直徑刀具，切削效率高，滿(mǎn)足粗加工時(shí)，剛性好，可以大余量快速去