过实际变形的状态，可以预测和采取原材料供应状态，但在材料固定下基于实际变形状态，只考虑残余应力的影响，我们通过加工中尽量对称去除材料，合理安排加工顺序，使产品内残余应力合适释放，进而消除抵消变形，我们从以下几个方面入手。切削加工过程引起的应力与毛坯制造的残余应力在同数量级上，但是只限于加工结构件表面，加工后零件内的残余应力释放导致变形，我们从加工设备上，选择工作稳定性好的高速切削设备，主轴转速转以上，切削速度以上，轴向切深可达到，径向切深可达到刀具直径，并且加工前要对主轴进行充足的预热，使其达到平衡状态，这里高速主轴热变形会导致主轴伸长，刀具也会受热伸长，就会导致工件尺寸超差，故高速主轴预热很必要。以较快的速度切削，缩短加工时间，切削区的热量来不及传给工件，塞尺，可入二〇〇年十月五日星期二所以不部分热量留在铝屑中，由铝屑带走，工件基本不受切屑热的影响，也就消除了切削热带来了的应力变形。去除大余量材料加工，借助高速加工的转速高，切削力低，再辅以冷却液，释放切削热，对应热塑变形效应在切削过后产生，底角，径向切深可以选取，轴向切深，且最后层需要，切削进给量。下断，刀具直径，底角，径向切深直径，轴向切深，特殊情况时轴向切深会达到刀具切削刃长度，但是径向切深要严格控制在以内。切削进给量。通过数据对比，研究发现，增大进给量时，对切削振动有定的抑制作用，并且高速加工在效率上的优势很明显。四加工设备的选择数控加工设备以其高精度高效率现在已普遍使用在航空航天器结构件的加工中，数控设备主轴方式不同，可以分为三坐标，四坐标，五坐标，包括现在还有种虚拟轴任意角度，主轴转速上又可分为低速转，亚高速转，高速转，结构上又可分为立式，卧式，龙门式，加工方式还可分为数控车，数控铣，车铣复合加工中心等。立式和龙门式是使用最广泛的，这里我们选择定梁式龙门式五坐标高速数控设备图十四，龙门铣自身稳定性好，精度高，设备震动对被加工结构件影响小。五坐标高速切削可以快速次性加工完全部开角部位和闭角部位，缩短加工时间，较少切削应力，提高加工效率。二〇〇年十月五日星期二图十四五刀具工量具的选取加工设备选定后，加工刀具可选的范围就可以确定了，高速设备使用的高速加工刀具硬度热硬性耐磨性及可磨性都很好，当切削温度高达以上时，硬度仍无明显下降，并且锋利，动平衡等都很好，这就使得切削过程中，更小的切削震动，更好的刚性。粗加工选取大直径刀具，切削效率高，满足粗加工时，刚性好，可以大余量快速去除。精加工选取小直径刀具，精度高，更稳定，适合结构件壁厚变薄后刚性变差，易震动的加工时段。刀具的几何参数中的螺旋角过小，在侧壁切削中，冲击力过大，不利于侧壁的切削，因此，刀具的螺旋角般选，前角对振动影响较大，随着前角的增大，振动幅度也会随之下降，但在高速切削中，前角的振动幅度会降低，所以，使用高速设备时对刀具前角要求不高。刀具后角，适当减小后角对振动的抑制具有定的效果。关于刀具底角的选择，值越大，切削越钝，震动大，但刀具寿命长，值越小，切削越锋利，震动越小，但刀具寿命短。粗加工时结构件刚性好，可选择值大的刀具，精加工时刚性差，就需要选择值小的刀具，特别是下断的时候，如果可以，就选的刀具进行切削。有时候为了在效率和成本取得平衡，多数时候都底角值，选择。刀套的选择，般高速加工使用液压刀柄和热胀刀柄，液压式夹持力大，适用与大型刀具重切削，热胀式是通过热膨胀夹松刀具，夹持精度高，主要用在小直径刀具上。液压刀柄内存在有高压油液压力，当刀具被夹紧时，内藏的油腔结构及高压油的存在大大地增加了结构阻尼，可有效防止刀具和机床主轴的振动。还具有免维护功能和抗污能力，而且易于使用和安全地夹紧刀具。所以加工中我们较多选取液压刀柄。定梁五坐标主轴二〇〇年十月五日星期二六工艺装夹的方式装夹在加工中也占据着很重要的位置，合理有效的装夹方式，可以有效的增强刚性，抑制震动。如下图所示图十五我们经过试验件的实验数据总结，设计专用的工装垫板。将此长梁类结构件端头的凸台沉到垫板平面下，这样结构件腹板面可以大面积支撑在工装垫板上，结构件中间部分工艺凸台，在工艺设计时与工件连接在起，最后切断，此时可以充当没有外形面的缘条，支撑结构件，增加加工刚性，再利用没有筋条面的腹板面，采用真空吸附形式，在最后精加工时，壁厚变的很薄的时候，刚性最差的时候，将结构件牢牢吸附在工装垫板上，抑制切削时的振动，可以有效增强刚性，提高加工效率，切削质量。实验件加工状态如下图，证实此工艺方案设计选择有效。凸台下沉垫板支撑部分真空吸附二〇〇年十月五日星期二第三章其他影响因素第节影响变形和刚性的其他可能性材料不同厂家生产的铝合金材料，如进口铝材和国产铝材，其生产过程可能会存在不样，其残余应力也会有所不同，解决变形的方案可能就会出现无效的结果，这样，我们就需要时刻关注加工材料的情况，在加工中随时做好记录，采集数据，以便完善解决变形的方案。不同规格的铝合金材料也同样存在这样的问题，如和，同理也需要作好记录。当毛坯加工前，还需要做内部磁力或射线探伤，查看是否有内部缺陷，如果没有检查，或是没有检查出来，同样会对后面的加工变形和刚性造成影响。需要严格工序流程安排，不可马虎大意。再有粗加工去除大余量过后，没有合理的时效，释放切削应力，会造成加工完后段时间内再次变形，也需要注意。二工具主要集中在刀具上，刀具在加工过程中可能会因为寿命，加工余量不合理，主轴转速和切削进给不协调等问题导致损坏，如果操作人员没有及时发现，损坏的刀具会产生积削瘤，造成更多的切削热，挤压加工区域，还可能损坏刀套，严重损坏加工设备。所以要求操作人员要注意观察刀具加工状态，出现问题及时记录，回馈给工艺人员，工艺人员及时优化改进工艺方案。也可能在刀具装夹时候，导套没有装紧，松动，或是没装正，没有做动平衡测试，都导致刀具切削过程中震动过大，影响加工刚性。所以要求操作人员在加工前定要检查刀具状态，是否可以使用。再有设备故障，粗加工时停机时间过长，精加工时异常震动，冷却液系统失灵，切削堆积未及时排出，也同样会对加工变形和刚性造成影响。所以设备的日常维护和保养也很重要。三环境温度铝合金同样会热胀冷缩，所以室内温度也会对结构件的加工变形造成影响，所以现在很多有条件的加工企业，已经在加工厂房内部安装了中央空调，保持加工状态下的环境温度接近室温，以有效的控制加工变形。二〇〇年十月五日星期二第四章本章小结随着现代航空航天器性能要求的不断提高,许多骨架结构件尤其是主承力结构件如航空航天器的大梁隔框壁板翼肋等普遍采用由大型整块毛坯直接挖空而加工成复杂槽腔筋条凸台和减轻孔等整体结构件,材料切除量可达比如我们选取的此类长梁类结构件，通常包括薄的腹板和由垂直于腹板的薄壁筋板包围的开放格槽,般具有单边特征,如图三所示,主要采取高强铝合金预拉伸厚板加高速铣削的加工方式在实际加工中,因材料性质工件毛坯的初始应力状态加工工艺方案及结构件几何特征导致加工时容易产生明显的应力释放引起变形和切削振动。之前控制变形通常采取保守的措施较低切削参数，增加校正工序，增加成本，延长加工周期，降低了加工效率。对典型长梁类单边结构件来说,不对称去除材料导致的工件内切削应力的不对称释放对变形的影响最大，因此本文也主要在工艺结构设计，切削工艺方案上着重分析。加工中的振动对铝合金切削影响很大，我们通过控制工艺方案，切削参数，刀具选择，装夹方式等有效减少和抑制振动，通过试验件的加工验证我们的工艺设计。结论如何实现铝合金整体结构件高效精密加工，解决铝合金整体结构件加工变形的问题已经成为铝合金制造领域核心关键技术。而采用高速切削加工技术，选择合理的刀具参数，优化工艺方案，对结构件进行合理工艺结构设计合理的工艺装夹方式等都将是变形振动控制最有效的策略。通过本次对典型长梁类铝合金结构件的加工工艺设计，使我们掌握了铝合金材料切削加工过程中的变形规律和影响因素，加工刚性的重要性及控制方法，取得的重要的数据，可以在实际加工中得以普及。并且可以有效提高分析解决问题的能力，为以后的工作奠定了基础。二〇〇年十月五日星期二参考文献王祝堂田荣璋。铝合金及其加工手册。长沙中南大学出版社。孟少农。机械加工工艺手册。上海上海科学技术文献出版社。华南工学院，甘肃工业大学。金属切削原理及刀具设计。北京机械工业出版社，王志刚何宁武凯等。薄壁结构件加工变形分析及控制方案。中国机械工程，陈创明。高速铣削稳定性及将变形研究硕士学问论文。南京理工大学，杨尧。金属切削加工中的振动分析及控制途径。燕山大学，王志刚何宁武凯赵威。薄壁件加工变形因素综合分析。南京航空航天大学机电学院，张烘州戎斌陈杰明伟伟。航空铝合金整体结构件数控加工变形控制现状分析。中国商飞上海飞机制造有限公司上海交通大学机械与动力工程学院，张晶。减少航空铝合金零件加工变形的途径。中航工业航宇救生装备有限公司，李鹏。解决铝合金加工变形的方法。中国电子科技集团公司第研究所，毕运波柯映林董辉跃。航空铝合金薄壁件加工变形有限元仿真与分析，梅中义高红王运巧。飞机铝合金结构件数控加工变形分析与控制。北京航空航天大学机械工程及自动化学院成都飞机工业集团有限责任公司制造工程部，曹岩白，允许变形，结构件长度大于小于，允许变形，结构件长度大于，允许变形，故我们要控制在这个范围内。大型结构件的加工共振问题，航空航天器大部分结构件都属于薄壁结构大面积腹板