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7022铝合金FSJ拼连板材铣削变形分析

南京航空航天大学学报 2013年第2期45卷 245-249页

作者：汪洪峰左敦稳戴晟王珉王建彬南京航空航天大学机电学院南京210016 黄山学院机电与信息工程学院黄山245041 安徽工程大学机械与汽车工程学院芜湖241000

利用有限元方法对搅拌摩擦连接(Friction stir jointing,FSJ)连接铝合金板材铣削加工过程进行模拟,分别获得连接板材铣削后的残余应力分布和变形规律,并通过实验验证模拟结果的正确性。通过模拟得出铣削残余应力主要集中在连接区,横向... 详细信息

利用有限元方法对搅拌摩擦连接(Friction stir jointing,FSJ)连接铝合金板材铣削加工过程进行模拟,分别获得连接板材铣削后的残余应力分布和变形规律,并通过实验验证模拟结果的正确性。通过模拟得出铣削残余应力主要集中在连接区,横向残余应力大于纵向残余应力。纵向残余拉应力主要集中在连接区中心部位及两端,其他部位均为残余压应力;横向残余拉应力主要集中在连接区中间位置。连接板材铣削后在中心位置出现下凹,板材两端向下弯曲形成"M"形状。

关键词： 7022铝合金搅拌摩擦连接技术铣削变形残余应力有限元分析

ABAQUS二次开发在列车薄壁框体零件铣削变形预测中的应用

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工具技术 2023年第3期57卷 105-110页

作者：巫成祁昌建杨靖张楠楠中车南京浦镇车辆有限公司南京市210031 南京高速齿轮制造有限公司

针对列车薄壁框体零件在铣削加工中易产生变形且变形无法直接预测的难题,通过Python脚本语言对ABAQUS有限元软件进行二次开发,将实际铣削力简化为静态铣削力,建立了人机交互、参数化建模的“日”型薄壁框体零件铣削变形预测插件,利用插... 详细信息

针对列车薄壁框体零件在铣削加工中易产生变形且变形无法直接预测的难题,通过Python脚本语言对ABAQUS有限元软件进行二次开发,将实际铣削力简化为静态铣削力,建立了人机交互、参数化建模的“日”型薄壁框体零件铣削变形预测插件,利用插件对比研究了无填充情况以及分别使用纯石蜡、聚氨酯填充加固后的零件侧壁铣削加工变形量。结果表明:纯石蜡填充加固变形最小,聚氨酯泡沫填充加固次之,无填充时加工变形最大。该研究为减小框类零件加工制造过程中的铣削变形提供了方法,同时为其他相关领域的二次开发提供参考。

关键词：框体零件铣削变形 ABAQUS二次开发辅助加固

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用BP神经网络预测数控铣削变形

制造技术与机床 2007年第8期 48-50页

作者：唐东红孙厚芳王洪艳北京理工大学机械与车辆工程学院北京100081 装甲兵工程学院机械工程系北京100072

铣削变形问题一直是影响薄壁件加工精度的瓶颈问题。由于引起铣削变形的因素较多以及铣削过程本身的复杂性,使得铣削参数与变形量之间的关系很难用准确的解析式来表示。因此借助神经网络的非线性映射能力,建立了变形量与铣削参数之间的... 详细信息

铣削变形问题一直是影响薄壁件加工精度的瓶颈问题。由于引起铣削变形的因素较多以及铣削过程本身的复杂性,使得铣削参数与变形量之间的关系很难用准确的解析式来表示。因此借助神经网络的非线性映射能力,建立了变形量与铣削参数之间的非线性映射模型。结果显示:所建立的神经网络模型具有较高的精度和良好的泛化能力。该研究为进一步的铣削参数优化提供了保障。

关键词：铣削变形 BP神经网络变形预测

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铝合金航空薄壁框铣削变形预测研究

制造业自动化 2012年第18期34卷 34-36,40页

作者：尹飞鸿唐国兴陈志伟干为民常州工学院机电工程学院常州213002 常州市特种加工重点实验室常州213002

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... 详细信息

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。

关键词：铝合金薄壁框铣削力铣削变形有限元分析

基于ABAQUS的航空叶轮铣削变形机理研究

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组合机床与自动化加工技术 2016年第5期 36-38,42页

作者：李林蔡安江西安建筑科技大学机电工程学院西安710055

高速铣削制造航空整体叶轮时,叶轮叶片的变形问题是影响叶轮加工精度的主要原因。而铣削过程中的铣削力、切削热、残余应力则是导致叶片变形的直接因素。为了探究叶片的变形机理,基于叶片的几何特征和加工工况,提出了将叶轮叶片简化为... 详细信息

高速铣削制造航空整体叶轮时,叶轮叶片的变形问题是影响叶轮加工精度的主要原因。而铣削过程中的铣削力、切削热、残余应力则是导致叶片变形的直接因素。为了探究叶片的变形机理,基于叶片的几何特征和加工工况,提出了将叶轮叶片简化为悬臂梁结构的分析方法,同时采用有限元分析软件ABAQUS建立反映叶片铣削过程高温、高应变率状态的铣削模型,模拟分析不同铣削参数下整体立铣刀铣削航空铝合金7075-T7451叶片的过程。叶片铣削模拟过程揭示了铣削速度、每齿进给量、径向铣削深度三个主要铣削参数对铣削力、切削热、叶片表面残余应力的影响,为制造整体叶轮时加工参数的选取、加工变形及震颤控制提供依据。

关键词：航空叶轮铣削变形残余应力有限元分析

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一种碳纤维层压板铣削变形仿真分析方法

组合机床与自动化加工技术 2017年第8期 134-137,141页

作者：李勇余杭卓江磊肖海方丁蒋昊雨西南交通大学机械工程学院成都610031 成都飞机工业(集团)有限责任公司制造工程部成都610092 大连理工大学化工机械与安全学院辽宁大连116023

研究了碳纤维层压板有限元模型的构建方法,并以某典型碳纤维层压板为例,通过试验获得了其材料性能参数和加工时的三向铣削力,并应用该方法和试验所得数据在ANSYS中建立了精确的碳纤维层压板仿真模型。以此为基础提出了碳纤维层压板铣削... 详细信息

研究了碳纤维层压板有限元模型的构建方法,并以某典型碳纤维层压板为例,通过试验获得了其材料性能参数和加工时的三向铣削力,并应用该方法和试验所得数据在ANSYS中建立了精确的碳纤维层压板仿真模型。以此为基础提出了碳纤维层压板铣削变形的有限元仿真分析方法,并进行了验证试验。试验结果表明,仿真值与实际加工中的变形量吻合较好,平均相对误差为4.1%。因此可以通过该方法对碳纤维层压板铣削变形进行预测,从而为加工工艺的合理性及优化提供一定的参考。

关键词：碳纤维层压板铣削变形预测有限元仿真

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汽车发动机缸体顶面铣削变形分析与误差控制

汽车发动机缸体顶面铣削变形分析与误差控制

作者：韩泽华中科技大学

学位级别：硕士

汽车发动机缸体壁薄孔多,结构复杂,加工易产生变形。针对汽车发动机缸体铣削加工中的变形问题,本文采用仿真与实验相结合的方法,分析了缸体顶面加工过程中的装夹变形和铣削变形,提出铣削变形轮廓度误差控制措施。主要研究内容如下:首先... 详细信息

汽车发动机缸体壁薄孔多,结构复杂,加工易产生变形。针对汽车发动机缸体铣削加工中的变形问题,本文采用仿真与实验相结合的方法,分析了缸体顶面加工过程中的装夹变形和铣削变形,提出铣削变形轮廓度误差控制措施。主要研究内容如下:首先,针对发动机缸体铣削加工中装夹引起的变形进行分析。根据N12型汽车发动机缸体的定位方式和夹紧装置,对缸体加工过程中的装夹布局进行了分析。通过对液压夹紧系统的受力分析,确定缸体夹紧力。利用三维软件Pro/Engineer和有限元分析软件HyperMesh建立了缸体的装夹变形有限元网格模型,利用ANSYS对缸体的装夹变形进行计算求解,并对不同的夹紧力大小、不同的夹紧力位置和不同的支撑位置下缸体顶面的变形进行了仿真分析。仿真结果表明夹紧力、夹紧位置和支撑位置对缸体顶面变形均有着不同程度的影响,其中变夹紧位置的影响大于变支撑位置的影响,变支撑位置的影响大于变夹紧力的影响。其次,针对发动机缸体铣削加工中铣削力和夹紧力共同作用下引起的缸体顶面变形进行仿真分析,并建立了缸体顶面变形与轮廓度之间的关系。通过正交实验,标定切削力模型中各参数的系数,建立缸体顶面铣削过程中的切削力模型,为缸体顶面铣削变形仿真提供所需要的切削力数值。通过铣削变形仿真,分析缸体顶面的变形规律,并建立缸体顶面铣削变形与轮廓度之间的关系。最后,针对缸体顶面铣削轮廓度误差控制,从加工优化和补偿的角度提出了相应的误差控制策略。经实验验证,提出的误差控制策略能够有效减小发动机缸体顶面铣削的轮廓度误差。

关键词：汽车发动机缸体装夹变形铣削变形轮廓度误差控制

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基于铣削变形补偿的装夹布局优化系统研究

基于铣削变形补偿的装夹布局优化系统研究

作者：韩祥程山东大学

学位级别：硕士

整体铣削的薄板／薄壁件在航空航天、汽车、船舶等领域得到了普遍应用,但其刚度相对较低,在装夹方案、铣削力、铣削热等原因的交互作用下,工件会产生较大的加工变形,严重影响工件的加工精度。将智能优化方法与CAD系统有效集成,构建合理... 详细信息

整体铣削的薄板／薄壁件在航空航天、汽车、船舶等领域得到了普遍应用,但其刚度相对较低,在装夹方案、铣削力、铣削热等原因的交互作用下,工件会产生较大的加工变形,严重影响工件的加工精度。将智能优化方法与CAD系统有效集成,构建合理的装夹布局优化系统,必将具有重要的理论意义与实用价值。本文以铝合金6061薄板件为研究对象,选用二序铣削的加工实验和有限元仿真相结合的方法,对工件产生铣削变形的因素进行综合分析,研究了铣削过程中不同位置处夹紧力的变化规律,进一步完善了铣削变形的装夹补偿方法,以UGNX软件为平台,设计开发了基于铣削变形补偿的装夹布局优化系统。研究了点支撑装夹方式下薄板件二序铣削加工变形的产生原因,分析了二序铣削加工过程中夹紧力的变化规律。设计了基于ABAQUS有限元仿真软件的二序加工仿真模型,仿真分析了工件表面残余应力的产生规律以及加工过程中工件-刀具接触区域的应力分布特性,并得到了加工后工件的最终表面形貌。采用半弹性接触模型建立了预弯曲方法下的二维、三维有限元仿真模型,通过单因素多水平与多因素多水平实验获得了预弯曲装夹补偿方式下的预弯曲量估算模型及其自变量的计算方式,并以此设计了预弯曲补偿量估算系统。设计了装夹布局优化的目标遗传算法,构建了CAD、ABAQUS有限元仿真、N 4A TLAB集成系统,实现了基于变形补偿的装夹布局目标优化的设计。设计了基于变形补偿的装夹布局优化系统的功能结构与系统流程图,构建了数据库的逻辑模型。以UG NX软件为平台,选用C#为开发语言、ACCESS为数据库,实现了系统菜单的创建,设计了系统的人机交互界面及系统运行的内部程序,完成了基于变形补偿的装夹布局优化系统的设计。

关键词：薄板件装夹铣削变形变形补偿补偿系统

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复杂薄壁件铣削变形控制与加工轨迹优化研究

复杂薄壁件铣削变形控制与加工轨迹优化研究

作者：刘志刚天津职业技术师范大学

学位级别：硕士

复杂薄壁件在航空航天、武器制造、能源、精密仪器与机床、交通等国家重点发展领域的应用越来越广泛。由于此类零件的性能要求高，因此对其加工精度也提出了越来越高的要求。但是薄壁件具有壁薄、刚度低、加工工艺性差等特点，在高速铣... 详细信息

复杂薄壁件在航空航天、武器制造、能源、精密仪器与机床、交通等国家重点发展领域的应用越来越广泛。由于此类零件的性能要求高，因此对其加工精度也提出了越来越高的要求。但是薄壁件具有壁薄、刚度低、加工工艺性差等特点，在高速铣削加工过程中由于铣削力、铣削振颤等作用极易产生弹性变形，造成了零件加工质量难以控制的问题。在制造与装配技术中，加工变形是影响加工质量与精度的重要因素，该问题一直严重影响着我国国防事业的发展与进步。开展复杂薄壁件铣削变形控制方法的研究可以为提高复杂薄壁曲面零件的工艺设计水平和制造水平、缩短相关产品研制周期提供重要的理论基础和技术支撑，对于我国航空航天、高尖端武器的开发与制造等国防事业和其他制造产业的发展具有战略性的意义。因此，本文以某型号航空发动机整体叶轮为研究对象，针对铣削变形难以控制的共性问题，以铣削变形预测模型为依据，重点开展了叶轮叶片铣削变形控制方法的研究。主要工作包括以下几个方面：（1）对复杂薄壁件叶轮叶片精铣加工过程中的变形预测方法进行了深入的研究。在金属切削力学基础上，分析了整体叶轮叶片点铣加工过程，并对其加工过程进行了合理的简化。分析了有限元模型中铣削力的加载方法与过程。基于Abaqus有限元分析软件建立了叶轮叶片的铣削变形预测模型，获得了叶片加工变形规律，为后续变形控制方法的研究提供了依据。（2）对薄壁件铣削变形控制策略进行了研究。分析了加工过程中导致薄壁件变形的因素及削减加工变形的方法，总结了目前常用的变形控制措施。基于获得的刀触点变形量，采用镜面补偿原理对各刀触点进行补偿获得新的刀触点坐标，以此为依据，研究了B样条曲面重构方法，重构出误差补偿曲面模型，即铣削变形弹性回复后可得到理想的工件曲面。（3）引入交叉熵算法，对自由曲面的首条加工轨迹进行了优化，改善了常规选择首条走刀轨迹的缺点。在此基础上，采用等残留高度方法生成了加工轨迹。（4）开展了叶片铣削加工试验，一方面通过对有限元预测的变形与试验中测得的变形进行比较，验证了有限元预测模型的准确性，另一方面通过对补偿前后加工误差进行对比，验证了变形控制方法的有效性。

关键词：复杂薄壁件铣削变形有限元分析变形控制交叉熵算法