基于加工变形的薄壁零件侧铣铣削力理论建模

摘要

随着当今科学技术的不断发展，许多关键技术领域中要求使用厚度小、重量轻、精度高的薄壁零件，而薄壁零件中的框体类零件主要是由侧壁和腹板构成。在加工过程中，该类零件在铣削力的作用下极易发生变形，影响零件的加工精度和表面质量。因此，研究该类零件加工过程中铣削力和变形量之间的关系对控制薄壁件加工变形有着重要的意义。
　　为了建立了薄壁零件铣削力理论模型，首先需要在未考虑工件变形的前提下建立铣削力理论模型。本文在对瞬时未变形切屑厚度几何建模的基础上，通过对切入角和切出角的几何计算，铣削区域的划分，铣削力积分区域的确定等方法建立未考虑工件变形的铣削力理论模型，并通过正交试验对理论模型的精确性进行了试验验证。
　　对铝合金薄壁壁板类零件加工过程中瞬时变形量进行有限元模拟，并分析其变形规律。以未考虑变形的铝合金件侧铣铣削力理论模型为基础，根据薄壁零件加工变形规律对铣削力理论模型进行调整和修正，最终得到适用于薄壁壁板类零件的铣削力理论模型。通过薄壁件侧铣加工试验对理论模型进行了进一步的试验验证。
　　综上所述，本文所建立的薄壁壁板类零件侧铣铣削力理论模型能够预测一类零件在侧铣加工过程中的铣削力的大小和铣削力变化趋势，为后续薄壁零件加工质量和变形控制等研究奠定了基础，具有一定的理论指导意义。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题背景

1．2 研究现状综述

1．2．1 铣削力建模的研究现状

1．2．2 薄壁件铣削力建模的研究现状

1．2．3 薄壁件加工变形有限元分析

1．3 本文研究目标和主要研究内容

1．3．1 研究目标

1．3．2 研究内容

2 侧铣铣削力建模

2．1 建模理论依据

2．1．1 切屑形成的基本模型

2．1．2 立铣刀几何模型

2．1．3 计算坐标系的建立

2．2 瞬时未变形切屑厚度计算

2．3 铣削力加载区域确定

2．4 铣削力建模

2．5 柔性铣削力模型

2．6 Matlab铣削过程仿真

2．7 本章小结

3 铝合金铣削力理论模型试验验证

3．1 正交试验基础

3．1．1 正交试验设计原理

3．1．2 正交试验设计程序

3．2 铣削力理论模型相关试验参数的确定

3．2．1 试验假设

3．2．2 铣削力正交试验设计

3．2．3 铣削力试验

3．2．4 数据处理及模型中相关参数的确定

3．3 铣削力理论模型试验验证

3．4 本章小结

4 薄壁件铣削加工变形预测

4．1 薄壁件铣削加工变形理论基础

4．1．1 薄壁类零件的分类

4．1．2 薄壁件加工变形力学描述

4．1．3 有限元建模的理论基础

4．2 薄壁件铣削加工变形的ABAQUS分析

4．2．1 ABAQUS有限元分析软件概述

4．2．2 有限元仿真系统假设

4．2．3 薄壁件铣削加工变形ABAQUS分析流程

4．2．4 变形规律分析

4．2．5 薄壁件有限元变形预测的参数化编程

4．3 本章小结

5 薄壁件铣削力建模及试验验证

5．1 薄壁壁板类零件铣削力建模

5．2 薄壁壁板类零件铣削力加工试验

5．3 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢