航空薄壁结构件数控加工变形控制研究

加强航空薄壁结构件数控加工变形控制,充分掌握可靠信息及关键因素,在提高航空薄壁结构件加工效率方面意义重大。因此,探究了结构件数控加工变形原因,分析了数控加工变形控制策略,旨在保障结构件质量。     

复杂薄壁结构件加工变形控制工艺分析

加工中复杂薄壁结构件的变形控制及加工质量的保证是首要问题,同时也要兼顾加工效率。由变形理论到变形控制的剖析,解读工艺系统的优化和切削力等多种控制变形的方法,最终提出改进优化的措施,以便把薄壁结构件的变形量控制在一定范围,对于盘类、框类、腹板类和舱体类等薄壁结构件都有一定的借鉴意义。     

整体薄壁结构件数控加工变形控制技术进展

整体薄壁结构件质量轻,具有较大的刚度及抗疲劳强度,在航空航天领域中的应用价值越来越大。从有限元仿真变形预测与控制、高精度加工装夹具优化、料材与工艺优化等方面论述了整体薄壁结构件数控加工变形控制技术的发展。对材料选型和工艺优化等方面进行阐述,总结了相关变形原理的研究进展和相应的变形控制措施。     

航空薄壁弧形框加工变形控制方法研究

航空结构件在数控铣削加工过程中的加工变形问题是航空制造领域的共性难题。通过分析零件加工变形机理,综合运用塑性变形消除、加工应力控制、预应力装夹、滚碾校正,形成了一整套加工变形控制方法。该方法已在国内某大型航空企业航空薄壁弧形框数控加工中取得了良好的应用效果。     

非对称隔框类航空薄壁结构件加工变形控制

针对非对称隔框类航空薄壁结构件加工变形问题,采用数值仿真方法构建结构件铣削加工过程有限元模型,探究隔框加工顺序、装夹方式等对工件整体变形的影响规律,提出相应的变形控制策略,并开展试验验证。研究结果表明:对于非对称隔框类薄壁结构件,可充分利用未加工部分的刚性支撑作用,先从工件刚度相对较弱区域开始加工,减小弱刚性区变形;在先加工结构弱刚度区域的策略下,通过改变装夹位置以增大未加工区域的系统刚度,有利于减小结构件整体变形量。     

飞机铝合金薄壁件腹板数控加工质量改进措施

针对铝合金薄壁结构件腹板的加工表面质量进行阐述,分析了数控加工中腹板加工质量的主要影响因素,并论述了在数控加工过程中,从工艺方案、装夹定位方式、刀具轨迹、加工顺序等方面控制零件变形、提高零件加工过程中刚度的具体工艺改进措施,以提高薄壁零件腹板数控加工质量。     

基于端框类零件开口槽数控加工技术

针对端框等薄壁零件中弯曲、扭曲、弯扭结合等加工变形造成开口槽特征位置和尺寸均无法满足设计要求的问题,首先分析端框零件中开口槽结构特征,然后分析数控加工中存在问题,通过改进装夹方案、采用对称铣削、优化走刀路径、采取数控补偿等措施控制开口槽变形情况。实践证明:通过实施端框开口槽具体加工方案,不但可以减小端框零件的变形量,还可以保证开口槽特征位置和尺寸合格。     

2124铝合金薄壁结构件整体加工变形仿真分析

薄壁结构件的整体轮廓变形主要是由其毛坯内部残余应力重新分布而引起的,根据双面槽腔薄壁结构件的结构特点建立了薄壁件铣削加工的有限元模型,系统地研究了残余应力的施加,材料去除加工过程所涉及的关键技术,并通过优化薄壁整体结构件的装夹方案以及多个特征结构的加工顺序,控制了薄壁整体结构件的加工变形。     

铝合金航空薄壁框铣削变形预测研究

铝合金航空薄壁框刚性差,铣削加工过程中极易产生加工变形,影响工件加工精度和生产成本。本文利用有限元方法,模拟分析了铣削力对航空薄壁框类零件加工变形的影响,从控制航空薄壁框铣削加工变形的角度出发,分析了不同框体尺寸航空薄壁框的铣削应力与加工变形情况,得到了加工变形规律。本研究可为预测和控制航空薄壁框类零件的加工变形提供方法和依据,对航空薄壁框类零件的结构设计、缩短研制周期和进一步提高生产率等都具有重要意义。     

薄壁弧形件装夹布局有限元优化

关于航空结构件加工变形控制的研究是高效数控加工研究的一部分。薄壁弧形零件加工中的弹性变形对加工质量影响很大,而装夹布局影响切削变形的大小和分布。以减少加工中工件最大弹性变形为目标,建立了弧形件铣削加工装夹布局的优化模型,采用商业有限元软件的设计优化模块进行计算。在对计算结果进一步分析的基础上,提出了最终的装夹布局方案,采用该方案可以得到整个加工过程中更低的变形量,变形分布更均匀,为采取相应数控补偿措施提供条件。优化方案和实际加工方案结果基本一致。所提出方法可推广至其他类型工件夹具布局优化设计。     

航空整体结构件高效高精度加工关键技术研究（下）

（2）薄壁结构件加工变形的预测与控制针对薄壁型结构件产生的局部加工变形问题,武凯等人采用有限元仿真技术研究了薄壁腹板、侧壁加工变形规律及其变形控制方案,指出大切深法以及分步环切法可以充分利用薄壁件自身刚性,减小加工变形,提高加工精度;王志刚等人基于材料始终处于弹性范围的假设,分析了薄壁零件的加工变形,数值模拟时考虑了切削力作用下侧壁的弹性变形,但没有考虑初始残余应力和切削热对变形影响;     

基于响应面法的薄壁件铣削参数有限元优化

铝镁合金薄壁结构件在航空工业中广泛应用,但在其加工过程中常因为刚度不足而引起变形。针对上述问题,提出一种基于响应面法的铣削加工参数有限元仿真方法,可有效控制变形及加工质量。对圆柱螺旋立铣刀的铣削加工过程建立刀具平均切削力模型,并将该模型应用于有限元仿真试验。通过对Box-Behnken法设计的四因素三水平试验结果进行分析,探讨了切削速度、切削深度、切削宽度和每齿进给量等4个因素与切削变形的关系。同时,以工程中的典型薄壁结构件为例,优化了该类薄壁结构件的铣削参数,经有限元仿真验证,该优化方法能够有效控制铣削过程的变形。     

航空大型复杂结构件高效加工工艺应用试验研究

<正>一、概述国家科技重大专项课题"航空大型复杂结构件高效加工工艺应用试验研究",主要研究大型复杂飞机结构件多轴联动数控加工高效加工工艺及优化技术、基于三维模型的快速工艺规划及数控编程技术、数控程序质量控制技术、数控加工快速检测技术、多轴联动数控加工误差补偿及控制技术、切削参数优化及切削参数数据库构建技术,以及多轴联动数控机床改     

航天薄壁框架类零件数控加工的变形抑制方法

针对航天薄壁框架类零件数控加工过程中的变形抑制问题,对加工工艺、装夹方式与切削路径进行分析,获得产品数控加工变形的影响因素并提出相关优化方向,改进总体加工工艺,量化夹持点、夹紧力等装夹要素,提出切削路径优化方法。通过产品加工验证试验,证明上述优化要素的有效性,为航天薄壁框架类零件的数控加工变形抑制提供技术支撑。     

基于B样条的航空薄壁件加工变形预测与控制

针对开发航空薄壁件多点柔性工装系统的需求,研究了航空薄壁件多点柔性数控加工中的变形预测与控制问题。研究了利用有限元分析和Matlab编程建立B样条加工变形数学模型并进行预测的方法及高速铣削切削参数在线优化控制加工变形的原理和方法。研究结果表明:基于B样条曲面数学模型可对加工变形进行预测,切削参数的在线优化能够有效地控制加工变形。研究结果为有效地解决柔性工装的设计和制造提供了必要依据。     

航空薄壁整体结构件加工变形的有限元分析

为了研究航空薄壁整体结构件高速铣削加工中的整体加工变形,建立了基于ABAQUS/Standard有限元核心求解器的数值仿真系统,并对相关关键技术进行了研究.基于该系统研究了薄壁整体结构件铣削加工全过程,得到了加工过程中应力场、温度场的分布规律,以及加工完成后结构件的整体加工变形规律.通过模拟值与实验值对比,在误差允许范围内模拟结果是可以接受的,为薄壁整体结构件的加工变形分析提供了一种有效的方法.     

共形薄壁腔体结构件机械加工技术研究

文中以某机载产品的典型共形薄壁腔体结构件为研制载体,分析了在薄壁件机械加工中影响其加工质量和加工效率的一些重要因素,研究重点包括工艺策略、刀具选择、应力释放及装夹方式等。总结了提高共形薄壁件加工精度和控制变形量的工艺优化方法和实施措施,并通过试验加工,验证了该工艺优化方法和工艺措施的有效性。     

残余应力对航空整体结构件加工变形的影响分析

基于理论计算和有限元模拟,研究了毛坯的初始残余应力对大型整体结构件数控加工变形的影响,对单向 应力作用的矩形截面梁在剥层过程中的变形挠度值进行了求解。结果表明,理论解与有限元计算值是一致的。面 向工程应用,采用ABAQUS有限元软件模拟了残余应力对隔框类整体结构件加工变形的影响,并进行了试验验证。 有限元仿真结果与试验数值非常吻合。最后,根据工件加工变形的有限元模拟结果,提出了提高整体结构件制造 精度的工艺措施。     

数字化车间环境下的MES应用

成飞公司成立于1958年,是我国研制生产歼击机的重要基地,也是我国研制先进民用飞机的骨干企业之一. 第三代战机广泛采用先进的整体结构,飞机结构零件为整体框、梁、肋等复杂结构件,形状复杂,体积大、壁薄、易变形.结构件数控加工是飞机零件制造的关键,薄弱的加工技术和管理水平制约了批量生产,数控加工已成为影响产品交付的瓶颈.     

零件结构对加工变形影响的仿真与实验研究

在航空整体结构件加工中,零件结构形式影响着零件的加工变形。为提高航空整体结构件加工质量,需要优化结构,减少零件加工变形值。建立三维整体结构框类零件的有限元分析模型,利用"单元生死"技术仿真材料的去除过程。研究了零件结构形式对整体结构框类零件加工变形的影响规律,并且设计了零件结构对比切削实验,使用三维坐标测量仪测量了零件每次铣削后的加工变形,通过仿真数据与实验数据比较分析得出结论,合理的零件结构设计有助于减小零件加工变形,对于提高大型整体结构件的产品精度具有重要意义。