【正文】 角，該文指出，前角每增加 1 度，切削溫度及切削力會降低 10%。 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(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，其不對稱的特征引起的變形，我們 通過 套材方式及 工藝凸臺進(jìn)行結(jié)構(gòu)補(bǔ)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(qiáng)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(bǔ)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(qiáng) 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。 圖 十 二 塞尺，不入 中央電大畢業(yè)設(shè)計 (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 會因為剛性差而 產(chǎn)生振動 ，這 是一種十分有害的現(xiàn)象。顫振的產(chǎn)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(chǎn)生的顫振等。 裝配用定位工藝銷孔要求公差一般在177。 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。 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(biāo)高速數(shù)控設(shè)備 （圖 十四 ） ，龍門銑 自身穩(wěn)定性好，精度高，設(shè)備震動對被 加工 結(jié)構(gòu)件 影響小。刀具后角，適當(dāng)減小后角對振動的抑制具有一定的效果。 定 梁 五坐標(biāo)主軸 中央電大畢業(yè)設(shè)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(qiáng)剛性，抑制震動。 再有粗加工去除大余量過后，沒有合理的時效，釋放切削應(yīng)力，會造成加工完后一段時間內(nèi)再次變形，也需要注意。 中央電大畢業(yè)設(shè)計 (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 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長梁類 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)拉伸厚板加高速銑削的加工方式 .在實際加工中 ,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)致加工時容易產(chǎn)生明顯的應(yīng)力釋放引起變形 和切削振動 。 中央電大畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 參 考文獻(xiàn) 【 1】王祝堂、田榮璋。北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1978 【 4】王志剛、何寧、武凱等 。南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院 ， 20xx 【 8】張 烘州、戎斌、陳杰、明偉偉。 飛機(jī)鋁合金結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工變形分析與控制 。薄壁零件高速銑削的振動問題分析。 在此 設(shè)計者 對 高曉琴 老師表示最由衷的感謝。鋁合金薄壁件數(shù)控銑削加工變形實驗與分析 。中國商飛上海飛機(jī)制造有限公司、上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院 ，20xx 【 9】張晶。中國機(jī)械工程， 20xx 【 5】陳創(chuàng)明。長沙：中南大學(xué)出版社。 對典型 長梁類 單邊結(jié)構(gòu)件來說 ,不對稱去除材料導(dǎo)致的工件內(nèi)切削 應(yīng)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(jié)構(gòu)設(shè)計，切削工藝方案上著重分析。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(jìn)工藝方案。 將此長梁類 結(jié)構(gòu)件 端頭的凸臺 沉到墊板平面下，這樣 結(jié)構(gòu)件 腹板面可以大面積支撐在 工裝 墊板上， 結(jié)構(gòu)件中間部分工藝凸臺，在工藝設(shè)計時與工件連接在一起，最后切斷，此時 可以充當(dāng)沒有外形一面的緣條，支撐 結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(qiáng)剛性，提高加工效率，切削質(zhì)量。粗加工時 結(jié)構(gòu)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(jìn)行切削。 中央電大畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 圖 十四 五 、 刀具、工量具的選取 加工設(shè)備選定后，加工刀具可選的范圍就可以確定了，高速設(shè)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(dāng)切削溫度高達(dá) 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。 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(jìn)給量 6000mm/min。 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。 粗加工盡可能選取大直徑刀具，大直徑刀具切削效率高，盡量的去除多的毛坯余量，還要保證足夠的剛性。 圖 十三 我們從以下 方面， 工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計，加工方案的準(zhǔn)備 ，切削參數(shù)的使用， 加工設(shè)備的選擇，工藝裝夾的方式，刀具、工量具的選取等等，來逐一分析解決。 若加工中產(chǎn)生了振動， 刀具 與工件間將產(chǎn)生相對位移，會使加工表面產(chǎn)生振痕，嚴(yán)重影響 結(jié)構(gòu)件 的表面質(zhì)量和性能；刀具極易磨損 (甚至崩刃 )，嚴(yán)重時甚至使切削加工無法繼續(xù)進(jìn)行；振動中產(chǎn)生的噪音還將危害操作者的身體健康。 圖 十 二 、裝夾方式方面 裝夾的夾緊力產(chǎn)生在工件與工裝之間的接觸區(qū)域上，理想的工裝墊板是平面度為“ 0”，不過在實際加工中由于制造、設(shè)計等等原因， 工件與工裝墊板貼合壓緊后，會在夾緊力的作用下變形，原始的工裝采取標(biāo)準(zhǔn)件拼裝， 不能適應(yīng)結(jié)構(gòu)件的形狀， 其裝配間隙、公差對控制變形影響很大。盡量不采取垂直進(jìn)退刀，減少對工件的作用力；當(dāng)然切削刀具要保持鋒利，良好的切削狀態(tài) 。 去除 大余量 材料 加工 ， 借助高速加工的轉(zhuǎn)速高，切削力低 ，再輔以冷卻液，釋放切削熱，對應(yīng)熱塑變形效應(yīng)（在切削過后產(chǎn)生的切削熱使表層收縮多，里層收縮少。 圖 五 第二節(jié) 變形解決的方案 一、 應(yīng)力方面 結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生變形的根本原因在于其內(nèi)部的殘余應(yīng)力，而殘余應(yīng)力的產(chǎn)生根本是由于材料內(nèi)各部分有不均勻的形狀和體積變化。 圖 三 中央電大畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 在加工中還存在 裝夾力的作用下 使結(jié)構(gòu)件 發(fā)生 的 變形，在 結(jié)構(gòu)件 內(nèi)部形成裝夾應(yīng)力場并產(chǎn)生相應(yīng)的位移。 圖 二 中央電大畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第一章 加工變形影響 因素的分析及解決方案 第 一 節(jié) 變形原因的分析 大型 結(jié)構(gòu)件 剛性差，切削力、切削熱及切削振動等均容易導(dǎo)致零件變形，降低加工精度和加工表面質(zhì)量。分析了工件內(nèi)殘余應(yīng)力分布 ,模擬了去除材料對工件變形的影響 ,用經(jīng)過改進(jìn)的 加工 順序進(jìn)行切削過程的仿真和改進(jìn) ,并對仿真所得的零件變形量與實際加工測量結(jié)果進(jìn)行了比較 ,驗證了分析方法和所建立模型的有效性 。 二 、