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《东北大学》 2015年
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航空薄壁零件工装优化及自适应研究

喻先勇  
【摘要】:航空薄壁零件多为钛合金材料,具有重量轻、强度高等特点,被广泛应用于航空航天领域。由于钛合金切削性能极差,同时零件直径大、壁厚较薄,导致刚性差,加工中极易产生变形,增加了零件的加工难度。本文以前机匣为研究对象,采用有限元分析法,进行工装参数优化及自适应方面的研究;同时,结合企业提供的试验条件,以一级内机匣为试验对象,进行铣削试验研究,验证有限元仿真的准确性。研究成果包括:薄壁件工装设计。根据定位与夹紧原理,建立材料为航空钛合金TC4的薄壁类零件的工装三维模型,完成工装布局方案,并确定夹紧力与铣削力大小。工装参数优化设计。采用正交分析法,对薄壁件进行切削有限元仿真,分析比较了薄壁件在不同工装参数下的切削变形,并研究切削点变形随工装参数的变化趋势。由此对工装变量进行优化设计,优化后因工装参数引起的误差可减小50%以上,直接对航空薄壁零件加工提出指导性意见。铣削位移试验。构建了航空薄壁件铣削位移试验的测试系统,测量了薄壁件在铣削加工中变形大小,与有限元仿真结果对比,相互验证。自适应气囊研究。提出了提高航空薄壁零件加工精度的自适应压力气囊支撑系统,根据切削点的变形情况使用不同压力的气囊,装夹变形可由优化后基础上,再次减小40%以上,从而减小让刀变形、控制薄壁件的加工精度。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:V261

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