薄壁零件加工的切削力模型分析與試驗研究.pdf

1、薄壁零件在航空工業(yè)中應用很廣泛。但薄壁零件結構復雜、剛性差，加工時在切削力的作用下很容易產生讓刀變形，這就使得傳統的工藝方法很難保證其加工精度。采用有限元預測變形和基于變形量的主動誤差補償是薄壁件變形控制的有效方法之一。本文采用試驗研究和仿真研究相結合的方法，對其中的切削力建模及變形預測問題進行了詳細的研究。 首先，通過TC4鈦合金的單因素切削試驗，確定了各個切削因素對切削力的影響程度，得出了單刃銑削鈦合金切削用量的選擇依據。

2、在單因素試驗的基礎上進行了鈦合金的多因素多水平的正交試驗，并由試驗所得數據建立回歸方程，通過矩陣變化對方程回歸系數進行簡化處理，再通過線性回歸分析，從而建立了銑削鈦合金的切削力經驗模型。 其次，進行ZL114A鋁合金的切削試驗，通過對試驗數據的分析處理，建立了基于切削層面積的切削力模型和切削力經驗模型，通過對試驗驗證結果的比較分析，確定了采用更為精確的指數模型作為進一步研究的基礎。建立了鏜削加工時切削層面積基于刀具幾何參數及切

3、削參數的函數，根據鏜削力隨切削層面積的變化特征，推導了鏜削加工的切削力的數學模型，通過切削試驗確定了切削常數和刃口磨擦系數，進而建立了鏜削加工切削力數學模型。 最后，結合切削力模型，建立了薄壁件切削加工的有限元仿真模型，通過對切削仿真結果的分析，獲得了典型薄壁件加工變形基本規(guī)律。對薄壁件進行了切削試驗，進行了加工變形和切削力的測量，通過和仿真數據的比較，驗證了切削力模型和基于有限元的加工變形預測方法的有效性，可以作為進一步實現