【正文】 Manufacture 20xx,(44)1283– 1291 19 吳凱 ,何寧等 .薄壁腹板加工變形規(guī)律及其變形控制方案的研究 .中國(guó)機(jī)械工程 ,20xx，15(8):670674. 20 王志剛 , 何寧等 . 薄 壁 零 件 加 工 變 形 分 析 及 控 制 方 案 . 中 國(guó) 機(jī) 械 工程 ,20xx,13(2):114117. 21 Devor R E,Sutherland J W,Kline W of surface error in end milling. Eleventh North American Manufacturing Research Conference Proceedings, WI,USA, NAMRI/SME,1983 22 巖部洋育，水落真樹，橫山和宏 .High accurate machining of thin wall shape workpiece by end (Ｃ編 ),1999,65(632):415～ 420 23 Luc Masset,JeanFrancois processes simulation: special finite element of Computational and Applied Mathematics, 20xx,(168):309– 320 24 , error prediction and pensation in machining of lowrigidity Journal of Machine Toolsamp。銑削加工過程按粗加工工序安排，刀具走刀路徑按從外向內(nèi)銑削設(shè)計(jì)，加工順序?yàn)閷?duì)角加工和順序加工。 26 仿真結(jié)果分析 加工順序方案描述 銑削加工順序模擬研究就是在銑削用量、刀具的走刀路徑、裝夾方式等條件不變的條件下，進(jìn)行的不同隔框加工順序模擬，通過模擬結(jié)果分析獲得 加工變形最小的隔框加工順序。 16 （ a） 密度的定義 （ b）楊氏模量的定義 圖 33 材料的屬性創(chuàng)建 17 圖 34 材料屬性賦值 裝配 ABAQUS 的分析對(duì)象是裝配體而不是部件，所以我們必須把 PART 模塊生成的部件組裝成一個(gè)裝配體。而卸載問題計(jì)算也是彈塑性有限元計(jì)算不可缺少的關(guān)緊 計(jì)算環(huán)境。 塑性流動(dòng)法則 材料屈服后 ，在加載下引起塑性流動(dòng)。 ? 在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，塑性力學(xué)一般采用以下假設(shè)： 9 ? 材料是連續(xù)的、均勻的； ? 平均正應(yīng)力（凈水壓力）不影響屈服條件和加載條件； ? 體積變化是彈性的； ? 不考慮時(shí)間因素對(duì)材料性質(zhì)的 影響。 7 課題主要研究?jī)?nèi)容 多框體結(jié)構(gòu)件有限元分析模型的建立 由于商用 CAD 軟件中結(jié)構(gòu)件數(shù)據(jù)文件通常存在數(shù)據(jù)不完整現(xiàn)象，因此如果直接從中導(dǎo)入實(shí)體模型進(jìn)入 ABAQUS 系統(tǒng)，則會(huì)引起有限元模型無法建立的問題 。同時(shí)，還可以有效地計(jì)算塑性變形后，因卸載而引起的殘余應(yīng)力。綜合國(guó)內(nèi)外相關(guān)的資料可以看出，到目前為止，加工界對(duì)銑削力的研究無論在理論上還是在試驗(yàn)上都取得了重大成果。有限元分析技術(shù)可以克服試驗(yàn)成本高、周期長(zhǎng)的缺點(diǎn)，能夠進(jìn)行大量的模擬試驗(yàn)，在建立準(zhǔn)確的有限元分析模型的基礎(chǔ)上，再輔以少量試驗(yàn)修正，即可 建立精確的數(shù)學(xué)模型。以下 分別對(duì)這兩個(gè)方面的研究現(xiàn)狀進(jìn)行歸納總結(jié)。 通常的解決方法是試錯(cuò)法，是采用試驗(yàn)與檢測(cè)相結(jié)合研究加工參數(shù)如進(jìn)給量、走刀軌跡、主軸轉(zhuǎn)速的影響，進(jìn)而建立切削力經(jīng)驗(yàn)公式，確定經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，根據(jù)實(shí)時(shí)的測(cè)量得到加工溫度。對(duì)本 文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。本研究的研究對(duì)象是六腔薄 壁件模型，利用 ABAQUS 有限元分析 軟件 ,進(jìn)行 建模， 材料定義，網(wǎng)格劃分，設(shè)定分析步等，從而獲得了材料去除后的仿真結(jié)果，包括應(yīng)力場(chǎng)云圖 ,位移場(chǎng)云圖等。近年來，隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展、推廣和普及，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)數(shù)值仿真技術(shù)展開了大量的研究并取得了一定的進(jìn)展。 等人 [4,5]研究了在切削弱剛度零件時(shí)的切削力模型； 等人 [6,7]研究了裝夾對(duì)板類零件加工變形的影響，并對(duì)多約束條件下的裝夾方案進(jìn)行了優(yōu)化。關(guān)于多框整體結(jié)構(gòu)件加工變形的研究少見于報(bào)端。近年來，隨著計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外一些學(xué)者 [28]利用有限元軟件（如 ABAQUS、 DEFORM、ADVANTAGE、 MARC 等）建立 切削力分析計(jì)算模型，這些模型在一定程度上為新設(shè)備、新工藝試運(yùn)行提供了可預(yù)測(cè)的切削力量級(jí)，具有很高的參考價(jià)值。卸載時(shí)，在塑性區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力和應(yīng)變，按線性關(guān)系變化。 8 第二章 多 框銑削變形有限元分析的基本原理與方法 引言 整體結(jié)構(gòu)件的銑削 加 工 過程是一個(gè)典型的非線性力學(xué)問題，它涉及材料科學(xué)、工程彈塑性力學(xué)、機(jī)械加工工藝學(xué)以及金屬切削理論等多個(gè)交叉學(xué)科 ，關(guān)聯(lián)介質(zhì)有毛坯殘余應(yīng)力分布狀態(tài)、毛坯材料特性、數(shù)控加工力學(xué)特性等，是被加工工件內(nèi)部殘余應(yīng)力、銑削殘余應(yīng)力等內(nèi)應(yīng)力相互影響的綜合結(jié)果。各種材料強(qiáng)化塑性特征如圖所示。這個(gè)法則幾何上解釋為塑性應(yīng)變?cè)隽肯蛄康姆较蚺c屈服曲面的法向一致，故又稱法向流動(dòng)法則。從產(chǎn)品特征角度看，航空航天產(chǎn)品大多是隔框件，因而都需要經(jīng)過銑削加工。裝配還好后一定要點(diǎn)擊 ok 鍵，不然裝配是無效操作。挖去 的六個(gè)框的壁厚為 3mm，寬度方向兩個(gè)框的距離為 1mm，長(zhǎng)度方向每?jī)蓚€(gè)框的距離為 2mm， 加工順序影響的模擬分析 殘余應(yīng)力是當(dāng)沒有任何外在載荷作用的情況下，存在于構(gòu)件內(nèi)部且在整個(gè)構(gòu)件內(nèi) 部保持平衡的應(yīng)力。 本文對(duì)該論文的研究背景進(jìn)行了一系列的闡述以及研究的現(xiàn)狀，但本文注重研究的是用 Abaqus 對(duì)多框體結(jié)構(gòu)件的 研究，進(jìn)行有限元的建模分析，從而得出使用對(duì)角切削的情況下變形量最小的結(jié)論。沒有他們的幫助和提供資料對(duì)于我一個(gè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)一竅不通的人來說要想在短短的幾個(gè)月里學(xué)到網(wǎng)絡(luò)知識(shí)并完成畢業(yè)論文是幾乎不可能的事情。 36 參考文獻(xiàn) 1 康小明 ,孫杰 ,蘇財(cái)茂等 .飛機(jī)整體結(jié)構(gòu)件加工變形的產(chǎn)生和對(duì)策 .中國(guó)機(jī)械工程 ,20xx,15(13):11401143 2 吳凱 .航空薄壁件加工變形機(jī)理的有限元模擬研究 [博士學(xué)位論文 ]，南京：南京航空航天大學(xué)， 20xx 3 王樹宏 .航空鋁合金厚板初始?xì)堄鄳?yīng)力及其對(duì)銑削變形影響的基礎(chǔ)研究 [博士學(xué)位論文 ]，南京：南京航空航天大學(xué)， 20xx. 4 Eyup Sabri Topal,Can Co? cutting force induced error elimination method for turning of Materials Processing Technology,20xx, 170: 192203 5 , , . A flexible force model for end milling of lowrigidity of Materials Processing Technology, 20xx,153154: 134138 6 , , , ammel,. An experimental investigation of fixture– workpiece contact behaviourfor the dynamic simulation of plex fixture– workpiece of Materials Processing Technology, 20xx, 164165:15971606 7 , of machining fixture layout under Journal of Machine Toolsamp。處于不同銑削狀態(tài)單元所牽制的模式分布如下圖所示： 圖 324 加載模式示意圖 圖 324 中的 xP 、 yP 、 zP 是對(duì)應(yīng)的銑削力分量在有限元模型坐標(biāo)系的表示。Interaction 模塊可規(guī)定模塊區(qū)域或模塊的一個(gè)區(qū)域與環(huán)境之間的力學(xué)的相互作用。有限元模型在將連續(xù)體離散化及應(yīng)用有限個(gè)參數(shù)表征無限個(gè) 形 態(tài)自由度過程中不可避免地引入近似。 上式是進(jìn)入塑性狀態(tài)的材料繼續(xù)加載時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，只要發(fā)生卸載應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系就轉(zhuǎn)換成線性關(guān)系。 大多金屬材料在達(dá)到屈服極限后，材料均表現(xiàn)出強(qiáng)化效應(yīng)，復(fù)雜應(yīng)力狀況下的應(yīng)變強(qiáng)化規(guī)律為：進(jìn)入屈服后卸載，然后加載，其新的屈服應(yīng)力僅與卸載錢的等效塑性應(yīng)變總量有關(guān)。航空多框體結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)精度有很高的要求，因此結(jié)構(gòu)件在銑削加工過程中不存在過大變形，因此研究中可以不考慮幾何非線性，將研究方向定位在小變形問題，即材料非線性問題。這樣，勢(shì)必增加計(jì)算工作量，延長(zhǎng)計(jì)算時(shí)間。近年來，隨著測(cè)試技術(shù)的完善，相繼研制出三向動(dòng)態(tài)銑削、鉆削測(cè)力儀，為切削力的試驗(yàn)研究提供了更大的應(yīng)用空間，如南京航空航天大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等一 些高校院所在這方面都進(jìn)行了極為有意義的研究。國(guó)外從 20 世紀(jì) 50 年代開始對(duì)此問題開始研究，在該領(lǐng)域取得了令人矚目的成果。文獻(xiàn) [14]研究了弧形件、薄 壁套筒、薄壁長(zhǎng)錐筒等一些相對(duì)簡(jiǎn)單或具有特殊形狀的零件加工變形規(guī)律，提出了控制這些特殊零件的加工變形的工藝措施。針對(duì)這三個(gè)來源，可以從以下 兩個(gè)方面來主動(dòng)抑制零件加工變形： （ 1）從材料的角度出發(fā)，采取措施消除結(jié)構(gòu)件毛坯內(nèi)部的殘余應(yīng)力； （ 2）從加工工藝角度出發(fā)，優(yōu)化切削用量、刀具幾何角度、刀具走刀路徑以及隔框加工順序，合理安排去應(yīng)力工序及余量分配，對(duì)工裝夾具要合理的改進(jìn)。 關(guān)鍵詞 ： 有限元分析，薄壁件，銑削順序，加工變形 指導(dǎo)老師簽名： Threedimensional helical milling force simulation with the research and analysis Student Name: Wang Guidong Class: 068106122 Supervisor: GuoHua Qin Abstract: In the present aerospace manufacturing field, in order to reducing the weight , improving aircraft parts and whole maneuver performance in the course of product design can satisfy the intensity requirements of the situation will try to adopt thinwalled package parts, therefore, thinwalled package parts processing has play an important role in aerospace manufacturing field. This research object of study is six cavity thinwalled package model, using ABAQUS finite element analysis module, conduct material definition, grid partition, set analysis, in order to obtain the step after the material removal simulation results, including stress field and displacement field of convective cloud. According to the different processing order, establish the different processing plan, which materials used in removing way, make the element birth and death technology selected unit was kill, thus pleting materials place for simulations. According to various processing error between the results of the smallest scheme, for the best solutions. This reference to the domestic processing of research and study related to thinwalled workpiece milling based on the current situation, bined with our industrial processing conditions, proposed using the finite element software to simulate the oblique method of milling, milling p