大型復(fù)雜薄壁結(jié)構(gòu)件加工變形仿真與控制技術(shù)研究

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1、碩士學(xué)位論文大型復(fù)雜薄壁結(jié)構(gòu)件加工變形仿真與控制技術(shù)研究論文作者：孫國(guó)智學(xué)位類別：工程碩士領(lǐng)域名稱：航天工程校內(nèi)指導(dǎo)教師：王懷明教授校外指導(dǎo)教師：游東洋高級(jí)工程師2015年6月12日中圖分類號(hào)：TH164密級(jí)：公開(kāi)UDC：621學(xué)號(hào)：201331011北華航天工業(yè)學(xué)院碩士學(xué)位論文大型復(fù)雜薄壁結(jié)構(gòu)件加工變形仿真與控制技術(shù)研究論文作者：孫國(guó)智學(xué)位類別：工程碩士領(lǐng)域名稱：航天領(lǐng)域校內(nèi)指導(dǎo)教師：王懷明教授校外指導(dǎo)教師：游東洋高級(jí)工程師2015年6月12日學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人所提交的學(xué)位論文《大型復(fù)雜薄壁結(jié)構(gòu)件加工變形仿真與控制技術(shù)研究》，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得

2、的原創(chuàng)性成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中標(biāo)明。本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。論文作者（簽名）：指導(dǎo)教師確認(rèn)（簽名）：年月日年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解北華航天工業(yè)學(xué)院有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的復(fù)印件和磁盤(pán)，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)北華航天工業(yè)學(xué)院可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書(shū)）論文作者（簽名）：指導(dǎo)教師（簽名）：

3、年月日年月日北華航天工業(yè)學(xué)院碩士學(xué)位論文摘要隨著航空航天產(chǎn)品的不斷發(fā)展，薄壁類結(jié)構(gòu)件的研究大大增加了產(chǎn)品的應(yīng)用性能。但該類零件結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，外形協(xié)調(diào)要求高，零件外輪廓相對(duì)截面尺寸較大，加工材料的去除量大，整體剛性差，切削加工過(guò)程中工件的回彈讓刀與加工振動(dòng)現(xiàn)象非常明顯。進(jìn)而導(dǎo)致加工完成后零件加工質(zhì)量難以保證，加工效率難以提高，極大地影響了產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，研究薄壁件變形仿真與控制技術(shù)具有重要的理論意義與工程實(shí)用價(jià)值。本文以航空航天薄壁結(jié)構(gòu)件在設(shè)計(jì)和制造技術(shù)不斷發(fā)展為背景，歸納了薄壁零件的切削加工變形的預(yù)測(cè)和控制技術(shù)，總結(jié)分析了現(xiàn)代薄壁結(jié)構(gòu)件在加工變形預(yù)測(cè)和加

4、工變形控制技術(shù)的現(xiàn)狀。并以航天科工某單位的馬鞍形油箱結(jié)構(gòu)件為研究模型，對(duì)其物理性質(zhì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)械工藝等方面進(jìn)行綜合分析，應(yīng)用UGNX8.0創(chuàng)建了薄壁結(jié)構(gòu)件的分析模型，最后根據(jù)綜合分析的結(jié)果進(jìn)行深入研究。基于有限元切削加工工藝仿真研究分析，得到切削過(guò)程中切削參數(shù)變化對(duì)切削分力變化是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程；在不影響總體分析效果的前提下對(duì)薄壁結(jié)構(gòu)件進(jìn)行簡(jiǎn)化模型，運(yùn)用ANSYS-Workbench有限元分析軟件模態(tài)分析法找到零件比剛度最弱的位置；最后運(yùn)用諧響應(yīng)分析方法對(duì)不同頻率的加工進(jìn)行后處理，得到加工變形變化的狀態(tài)和應(yīng)力分布狀態(tài)，分別總結(jié)鏜削加工在裝夾和自由狀態(tài)下的加工變形趨勢(shì)，為選擇

5、加工變形控制技術(shù)提供支持和依據(jù)?；谟邢拊庸ぷ冃畏抡婺M研究分析，在掌握薄壁結(jié)構(gòu)變形趨勢(shì)后，設(shè)計(jì)變形控制方案。如：新型裝備的應(yīng)用，加工工藝的改進(jìn)與優(yōu)化等。本課題擬采用的控制方法有：切削參數(shù)優(yōu)化（包括單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)和正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)）、走刀路徑優(yōu)化、“預(yù)反變形”設(shè)計(jì)。最后通過(guò)進(jìn)行變形控制試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證控制技術(shù)對(duì)于薄壁結(jié)構(gòu)件變形控制的有效性。關(guān)鍵詞：薄壁結(jié)構(gòu)控制技術(shù)預(yù)反變形走刀路徑有限元分析I大型復(fù)雜薄壁結(jié)構(gòu)件加工變形仿真與控制技術(shù)研究AbstractResearchonthethinwalledpartscangreatlyincreasetheapplicationperfor

6、manceoftheproductwiththedevelopmentofaerospaceproducts.Butthiskindofpartswithcomplexshapestructure,externalcoordinationrequirements,theoutlineofthepartwithrelativelylargesectionaldimension,theremovalamountofprocessingmaterials，theoverallpoorrigidity,thereboundforcutterandmachiningvibratio

7、nphenomenonofworkpieceisveryobviousduringmachiningprocess.Thisisadirectresultofprocessingqualityisdifficulttoguaranteeandtheprocessingefficiencyisverydifficulttoimproveafterthecompletionoftheparts.Thishasgreatlyaffectedthecompetitivenessoftheproductsandtheeconomicbe