刘胤[1]2008年在《弱刚度结构件的高速铣削及变形控制技术研究》文中研究指明弱刚度结构件由于刚度低,在切削过程中易发生加工变形,加工精度不易控制。高速加工技术以其切削力小、切削热低、切削速度快和加工精度高等优点,在加工窄缝、薄壁结构时具有显着优势。论文依托某科研项目,基于CAD/CAE/CAM/HSM技术,采用理论分析、数值模拟、实验验证相结合的方法,从刀具选择、工件装夹、走刀路径等方面,研究铝质弱刚度型腔结构件的高速铣削工艺及变形控制问题。首先,以某典型弱刚度结构件为研究对象,分析了材料特性、结构特点及加工要求,进行了整体工艺规划。在综合考虑刀具性能、几何参数及市场供应的前提下,选择了铣削刀具。接着,确定了弱刚度结构件的定位方案;计算了φ4立铣刀槽铣型腔时的铣削力和夹紧力,利用ABAQUS 6.6软件建立了弱刚度结构件的装夹布局有限元模型,通过有限元模拟与分析,从10种拟定方案中,优选出了最优方案;基于数值模拟结果,利用UG 4.0,设计了相应央具。其次,在UG CAM环境下,确定了弱刚度结构件的次摆线铣削方式、型腔加工顺序、铣削参数等,进行了铣削加工模拟及刀轨检查,为下一步的实验验证提供理论指导;最后,在Mikron XSM600高速铣削加工中心上进行了高速铣削加工实验,测量了铣削力及表面粗糙度,观察了实验现象,分析了加工效果。实验结果初步达到预期目标,型腔表面加工质量满足加工要求。研究结果对保证铝质弱刚度结构件的加工质量、提高高速铣削型腔类弱刚度结构件的加工工艺水平具有一定的指导意义,同时对其他弱刚度结构件的加工也具有一定的参考价值。
张永强[2]2002年在《高速切削雷达结构件的工艺研究》文中研究表明高速切削是先进制造技术最重要的加工工艺之一。本文论述了高速切削的概念、特点及应用范围、雷达结构件的特点，由此分析高速切削刀具的特点，给出了高速切削雷达结构件应选用的刀具种类；从高速切削刀具路径应尽量满足等体积切削，即切削过程中切削力恒定的角度出发，阐述了高速切削铝合金薄壁件应采用的刀具路径；通过试验，着重分析了高速切削铝合金薄壁件时，切削速度对零件变形的影响，从而提出了在现有条件下高速切削铝合金薄壁件应选用的切削速度。
潘斌[3]2010年在《铝合金弱刚度构件的高速铣削加工技术研究》文中进行了进一步梳理在航空航天、通讯、汽车制造等众多领域,铝合金薄壁件因具有重量轻、比强度高、导热性好等许多优良性能而得到广泛地使用。但这些铝合金薄壁件结构复杂、刚性差,在加工过程中极易产生变形,很难满足加工精度和表面质量的要求。高速切削具有高生产效率、表面质量、加工精度等优点,因此高速切削在加工复杂薄壁件中体现出了独特的优势。高速切削加工技术虽然近年来受到广泛重视,但在实际应用中还存在许多问题,在高速切削机理、高速切削基础工艺理论以及切削加工数据库等方面还需要进一步的研究。论文从铣削力、表面粗糙度、加工变形预测和控制等方面研究了铝合金薄壁件的高速加工技术。研究基于CAD/CAE/CAM技术,采用理论分析、有限元模拟、试验分析相结合的方法,进行了铝合金复杂薄壁件高速铣削加工工艺的相关研究。通过高速切削加工单因素试验研究切削参数(切削速度vc、每齿进给量fz、背吃刀量ap和切削宽度ae)对表面粗糙度Ra的影响规律,得出影响表面粗糙度Ra的重要效应因素。根据正交试验所得数据建立了表面粗糙度Ra的预测模型,并进行显着性检验。在研究分析高速切削机理、铣削力的来源、铣削力建模理论的基础上,通过高速切削加工单因素试验研究切削参数(切削速度vc、每齿进给量fz、背吃刀量ap和切削宽度ae)对铣削力的影响规律,通过铣削力解析模型,编写相应程序,结合试验数据求解出铣削力系数,得到铣削力预测模型。在保证加工效率的基础上以减小铣削力为目标,提出了高速铣削切削参数的选择原则。对弱刚度典型构件加工变形原因进行了理论分析,结合铣削力的研究结论,应用有限元软件以及载荷离散等效技术得出薄壁件侧壁和腹板的加工变形规律,并结合试验结果对薄壁件侧壁和腹板的高速加工进行了切削参数的优化。最后,结合高速铣削铣削力、表面粗糙度、加工变形预测和控制叁个方面的研究结论,从切削参数、刀具的选择、夹具的优化设计以及走刀路径的优化等方面对典型的防锈铝合金弱刚度薄壁件(雷达波导件)进行试验加工,得出实现雷达波导件大批量、高精度、低成本的加工方案,很好地解决了此零件的加工问题,并为其他的铝合金弱刚度构件的高速切削加工提供了参考。
文桂清[4]2013年在《精密复杂钛合金零件制造工艺技术研究》文中研究指明T/R组件是现代雷达的核心部件。为满足T/R组件的热膨胀匹配、降低重量的需求,利用钛合金比强度高、热膨胀系数与陶瓷材料匹配性良好等物理特性,来制造T/R组件壳体。一些重要的精密零、部件为满足比强度高,抗腐蚀性好的苛刻要求也必须采用钛合金材料,如某机载雷达的天线座结构件。上述两类零件制造难度大,是雷达研制中的难点。本课题围绕T/T组件封装壳体和天线座结构件制造过程展开,主要研究了钛合金T/R组件壳体和天线座结构的制造工艺技术。基于T/R组件壳体的结构工艺特点,结合工艺试验对钛合金壳体切削参数、切削刀具、工艺流程进行研究,制定了合理可行的机加工工艺；研究了薄壁壳体装夹校准技术,解决薄壁壳体的装夹校准难题；研究了钛合金壳体镀金工艺,确定了镀液成分、工艺参数和镀层质量检验方法,完成壳体切削变形技术研究；通过对生产中出现的质量问题分析找出了影响TC4钛合金板材加工的主要原因,并通过采用固溶热处理的方法解决了原材料无法正常加工的问题；确定了原材供货状态要求,保证了该类零件的质量可靠性。基于天线座结构件结构特点,结合工艺试验对钛合金真空石墨型铸造技术和热等静压处理等技术研究,解决了上基座、下基座的铸造难题；研究了钛合金表面硬化技术,解决钛合金表面硬化难题；研究了钛合金车削等工艺,解决了上基座、下基座等加工的主要难题。经实际生产验证,本课题研究的制造工艺技术是高效、可靠的。本课题的研究成果为雷达结构设计、工艺人员提供了更多的选择,可以广泛应用于机载、舰载、星载领域雷达产品关键结构件的制造。
汪振华[5]2009年在《防锈铝合金弱刚度复杂构件高速铣削工艺研究》文中研究指明防锈铝合金由于具有较强的反射可见光、热和电磁波的能力是制造雷达中复杂结构弱刚度功能件——波导组件的理想材料,但其高质量的切削加工技术研究较少。高速切削加工技术研究虽然近年来受到广泛重视,但在切削机理、刀具材料、切削参数优化以及切削加工数据库等方面还需要进一步研究,目前高速切削加工技术已经列入了2006-2020年国家中长期科学和技术发展规划。本文采用高速铣削加工技术从铣削力、表面质量、切削参数优化以及弱刚度构件变形控制等方面对防锈铝合金弱刚度复杂构件加工技术进行了系统研究,为此类材料的应用与推广提供了技术支持,具有广阔的应用前景和重要的实际意义。通过对铣削过程的分析建立了叁维铣削分力的理论预测模型,并根据单齿铣削过程中剪切面的面积变化规律对铣削力进行了分类。对防锈铝合金AlMn1Cu进行了高速铣削加工试验,对采集的铣削力信号特征进行时域和频域分析,得到了铣削力信号的变化规律,并采用扫面电子显微镜对高速切削表面形貌进行观察与分析,获得了铣削表面形成机理和加工表面形貌的典型特征。采用单因素试验法、析因试验法以及均匀试验法对AlMn1Cu材料进行了高速铣削加工试验。通过对单因素试验结果分析得到了铣削力和表面粗糙度随切削参数的单因素变化规律,析因试验结果得到了影响高速铣削力和表面粗糙度的重要效应因素,结果表明背吃刀量的影响最显着,而均匀试验结果进一步说明了铣削力和表面粗糙度的变化趋势。从直观分析的结果得到了获得最小表面粗糙度的切削参数组合,并通过试验进行了验证。采用偏最小二乘回归法建立了基于切削参数的铣削力和表面粗糙度预测模型,提高了模型的预测精度。建立了基于切削参数的铣削力和表面粗糙度神经网络预测模型,在此模型的基础上建立了以最高加工效率为目标并以铣削力和表面粗糙度等技术要求为约束条件的切削参数优化数学模型,并提出了一种采用均匀试验设计的初始化种群技术以及无重复个体的稳态繁殖机制的模拟退火遗传混合优化算法,将该算法应用到切削参数优化计算中取得了较好效果。最终在上述技术的支持下建立了切削参数优化系统,并应用该系统提供了不同表面粗糙度技术要求下的最优切削参数组合。采用有限元技术和加工试验相结合的方法得到了不同切削路径下弱刚度典型结构(薄壁、超薄腹板和微型孔／槽)的加工变形规律,并从切削参数和刀具的优化选择、切削路径和夹具的优化设计以及加工前后工件的处理等方面提出了控制与减小弱刚度构件加工变形的总体策略。最后,应用上述研究成果进行了薄壁、雷达波导组件等弱刚度典型构件的高质量切削加工,质量检测结果表明工件的表面粗糙度、形位精度和尺寸精度均达到了技术要求,很好的解决了此类零件的加工问题,同时也为其它弱刚度构件的精密加工提供了参考。
刘钢[6]2007年在《金属切削过程优化中多约束描述与应用》文中研究指明现代切削技术发展趋势是高效、精密、智能和环保,因而对切削过程中的刀具与被加工工件材料都提出苛刻要求。刀具应该满足高效、高精度、高可靠性和专用化要求,而工件材料应该满足良好切削加工性和环保要求。随着零件使用性能的日益提高,高性能工件材料应用越发广泛,零件结构也越发复杂,这就给切削过程优化带来挑战。同时高性能切削的要求使得刀具和工件材料之间在某些方面产生矛盾,如工件材料较差的切削性能将导致刀具耐用度低和工件加工质量与精度难以保证、薄壁结构件的加工变形对刀具和加工工艺要求苛刻等等,使得切削过程优化越来越迫切。在切削过程优化中,追求的目标及影响切约束随加工方式和加工条件不同而变化,切削过程呈现多目标和多约束特点。针对这一问题,本文应用灰色系统理论,通过构建多约束模型,开展一系列切削过程优化研究,在高效专用刀具开发与应用、高性能工件材料研制、高性能切削中毛刺主动控制及薄壁构件加工变形控制等方面取得创新性成果。主要工作如下:1.首次对切削过程中的多约束描述方法进行了详细分析,解决了如何针对不同的切削条件判断约束对切削过程的影响程度的问题。创新性地利用灰色理论研究切削加工过程中约束描述,分析切削加工过程中多约束的作用机理,建立多约束分析模型。2.首次将多约束描述和切削过程仿真建模以及标准试验的手段结合,研究多约束条件下实际加工过程中工艺和刀具设计可行性,构造工艺参数和刀具参数的可行空间,提出工艺过程和刀具参数的优化策略,为高性能切削提供指导;3.通过对刀具设计进行多约束描述,结合仿真手段和标准试验手段,为刀具结构、涂层以及切削参数提供优化策略,并在淬硬模具钢专用高效铣刀和不锈钢专用高效钻头的设计开发中进行了应用。在此基础上推出了系列涂层模具钢专用高效铣刀和系列不锈钢专用高效钻头,并在市场上获得成功。4.对影响无铅低碳硫系易切削钢切削加工性的元素成分进行多约束描述,研究了材料元素成分及其分布对切削过程的影响,提出有利于材料切削加工性改善的材料设计优化方法。该研究成果应用于某大型钢铁企业,研制出具有良好切削性能的新型易切削钢材料,并推向国内外市场。5.以铝合金铣削加工过程为对象,通过对切削过程中多约束的研究,分别提出针对铝合金切削过程中毛刺和薄壁件加工变形的优化控制策略,并在生产现场进行了成功应用。研究成果应用于某型战斗机铝合金雷达结构件加工和某飞机制造厂平尾梁间整体肋系列零件加工生产线上,使得产品质量和生产效率得到明显提升。
李春林[7]2013年在《某机载雷达天馈系统关键制造技术应用研究》文中认为由多层铝合金薄壁高精密零件拚焊成形的行馈组件是某机载雷达天馈线系统中重要的组成部分,其制造工艺复杂,加工难度大,生产质量直接影响整个天馈系统功率的分配及电磁能量的损耗。本文以行馈组件的制造工艺流程为主线,围绕行馈组件生产过程中的关键环节依次论述了行馈组件的结构与工艺特点,零件毛坯材料的选择,精密薄壁零件的高速铣削,各零件的精密装配及盐浴铝钎焊接的工艺过程,焊后工件的质量检测及焊后工件波导法兰盘定位连接孔的精密加工等内容。通过本课题的研究,采用了适当的工艺措施和系列专用工艺装备突破了精密薄壁零件的切削加工、行馈组件的精密装配和微变形焊接、双联波导法兰盘定位连接孔的加工等工艺技术难题,实现了行馈组件高效、批量、稳定的生产制造,其工艺技术已在相关产品获成功应用,取得了较好的效益。
马建, 孙守增, 芮海田, 王磊, 马勇[8]2018年在《中国筑路机械学术研究综述·2018》文中指出为了促进中国筑路机械学科的发展,从土石方机械、压实机械、路面机械、桥梁机械、隧道机械及养护机械6个方面,系统梳理了国内外筑路机械领域的学术研究进展、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。土石方机械方面综述了推土机、挖掘机、装载机、平地机技术等;压实机械方面综述了静压、轮胎、圆周振动、垂直振动、振荡压路机、冲击压路机、智能压实技术及设备等;路面机械方面综述了沥青混凝土搅拌设备、沥青混凝土摊铺机、水泥混凝土搅拌设备、水泥混凝土摊铺设备、稳定土拌和设备等;桥梁机械方面综述了架桥机、移动模架造桥机等;隧道机械方面综述了喷锚机械、盾构机等;养护机械方面综述了清扫设备、除冰融雪设备、检测设备、铣刨机、再生设备、封层车、水泥路面修补设备、喷锚机械等。该综述可为筑路机械学科的学术研究提供新的视角和基础资料。
姜涛[9]2009年在《铝合金薄壁零件精密加工变形分析及实验研究》文中研究说明高速加工以其切削力小、切削热变形低、切削速度高、单位时间去除材料率大、加工精度高等特点,在切削加工弱刚度工件时与其他加工方式相比有着明显的优势。本文依托某科研项目展开工作,基于高速加工理论,采用理论分析、计算机模拟与试验相结合的方法,研究了波导类薄壁铝合金件侧壁切削加工变形的问题。对加工参数的选择、加工路径优化等内容进行了详细讨论。本文针对典型薄壁件铣削加工中的变形问题,通过建立有限元变形分析模型,结合铣削加工试验,并利用DEFORM有限元分析软件,获得典型薄壁件加工变形的基本规律,得到一些具有指导意义的结论,为提高产品质量和进一步研究控制薄壁件加工变形提供了依据。在理论分析和数值仿真的基础上,针对薄板侧壁及薄壁腔体件,在不同的切削参数组下进行铣削加工试验,验证了有限元仿真计算模型的有效性。
盛雪华[10]2008年在《铝合金件圆弧面高速铣削的试验研究》文中提出高速加工在切削精度高的铝合金工件时与其他加工方式相比有着明显的优势,本论文进行了小直径刀具高速加工工件内孔和外圆的试验研究。本文详细分析了零件的结构特性以及工艺特征。基于铝合金工件加工特征和高速切削机床对刀具的要求,考虑市场等因素,选择了相关刀具;基于工件的形状特征和点位优化的数学模型图论中的旅行商问题,优化了刀具加工工件内孔的走刀路径,并用UG4.0/CAM模块模拟刀具加工工件内孔的加工过程,得出工件加工的数控程序,根据工件的加工工序和加工路径设计了工件高速加工的夹具。通过单因素试验对高速加工铝合金工件切削参数进行了优化,切削对象分别为工件内孔和外圆,得出了转速、每齿进给量和切削深度对切削力、表面粗糙度和毛刺的影响大小。利用有限元软件ANSYS对刀具加工工件过程进行了数值模拟,并模拟了工件落料未央紧时移动大小和加工内孔时变形大小。进行了低速和高速加工工件的实验,从实验中发现刀具低转速下加工铝合金工件的加工质量很差;为了得到高精度表面质量,高速加工工件外圆面时必须固定;加工内孔时为了减少毛刺要尽量避免加工过程中退刀,这些加工实验也证明了夹具设计方案是正确可行的,所做工作及成果为今后的实验及研究工作奠定了基础,对实际加工也具有参考价值。
参考文献：
[1]. 弱刚度结构件的高速铣削及变形控制技术研究[D]. 刘胤. 南京理工大学. 2008
[2]. 高速切削雷达结构件的工艺研究[D]. 张永强. 南京航空航天大学. 2002
[3]. 铝合金弱刚度构件的高速铣削加工技术研究[D]. 潘斌. 南京理工大学. 2010
[4]. 精密复杂钛合金零件制造工艺技术研究[D]. 文桂清. 南京理工大学. 2013
[5]. 防锈铝合金弱刚度复杂构件高速铣削工艺研究[D]. 汪振华. 南京理工大学. 2009
[6]. 金属切削过程优化中多约束描述与应用[D]. 刘钢. 上海交通大学. 2007
[7]. 某机载雷达天馈系统关键制造技术应用研究[D]. 李春林. 南京理工大学. 2013
[8]. 中国筑路机械学术研究综述·2018[J]. 马建, 孙守增, 芮海田, 王磊, 马勇. 中国公路学报. 2018
[9]. 铝合金薄壁零件精密加工变形分析及实验研究[D]. 姜涛. 上海交通大学. 2009
[10]. 铝合金件圆弧面高速铣削的试验研究[D]. 盛雪华. 南京理工大学. 2008