24（毕业论文）长梁类铝合金结构件的数控加工工艺设计文档

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正工序等，降低了加工效率和提高加工成本。

从典型的长梁类结构件加工过程来看，其变形主要有几个直接来源毛坯初始残余应力以及切削加工过程中强热力耦合作用下产生的残余应力结构件自身单边不对称的结构刀具，般采用高强铝合金预拉伸厚板和数控加工，在实际加工中，因材料性质，毛坯的生产残余应力，加工工艺及零件集合特征导致加工时易产生明显的残余应力释放引起的变形，目前因控制变形而采取的保守的加工方法增加校传统装夹方式，采用压板，这种问题尤为严重，并且很少采用力矩扳手，就会造成不同压紧部位，压紧力不同，对加工工件产生相应位移，造成变形。

这里主要分析内应力分布几何结构刀具切削及装夹方式对加工变形的影响件发生的变形，在结构件内部形成装夹应力场并产生相应的位移。

当刀具进行切削加工时，会出现过切或欠切现象，从而造成工件表面几何误差变形，对于刚性较差的薄壁结构件，装夹是引起加工变形的个重要因素。

弱的反映。

型号航空航天器所采用的铝合金材料的的弹性模量约为，约为钢的。

其弹性模量小屈强比大，在切削过程中极易产生回弹。

图三二〇〇年十月五日星期二在加工中还存在装夹力的作用下使结构结构上看，细长，结构不对称，薄壁部位多，也是产生较大变形的内在因素。

弹性模量是工程材料重要的性能参数，从宏观角度来说，弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度，从微观角度来说，则是原子间结合力的强生释放与重分布，原来的应力自平衡状态遭到破坏，工件只有通过变形才能达到新的平衡状态。

如图所示，型号航空航天器典型长梁类结构件，端有凸台，面是全框面，面是半框面，具有单边特征。

从结构件自身几何切削力，会让弓箭的侧壁残生让刀变形，其产生的切削热及切削振动等均容易导致结构件变形，在切削过程中，刀具对工件的切削力，会在工件与刀具的接触部分发生弹塑性变形，并且材料不断被刀具切除，板内残余应力发列工艺流程，在这些过程中因存在不均匀的温度场和不均匀的弹塑性变形，板内产生了残余应力，毛坯初始残余应力以及切削加工过程中强热力耦合作用下产生的残余应力，在重新分布后造成整体结构件整体变形。

在切削过程中因的分析大型结构件刚性差，切削力切削热及切削振动等均容易导致零件变形，降低加工精度和加工表面质量。

从铝合金材料本身的特性方面来看，为获得理想的强度，铝合金毛坯板材必须经过轧制固溶拉伸时效等系们此次研究需要保证最低标准表面质量粗糙度。

并且内部要求不允许有缺陷裂纹，这都是需要通过控制加工共振来保证的。

图二二〇〇年十月五日星期二第章加工变形影响因素的分析及解决方案第节变形原，相差悬殊，所以薄壁零件的刚性较差，加工易产生共振，装夹就成为了加工质量和提高加工效率的关键。

航空航天器常规表面质量要求粗糙度，部分有配合关系的部位或是关键受力部位等表面质量要求粗糙度，所以我航空航天器大部分结构件都属于薄壁结构大面积腹板支撑筋条外形面缘条，薄壁结构件在切削力的作用下，容易产生震动，影响结构件的尺寸精度，形位精度和表面粗糙度，这类零件的壁厚与他的径向轴向尺寸相比较切削加工提出了更高的要求，按航标规定，结构件长度小于，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，留，即中心为拉表面为压的情况。

经过预拉伸应力释放，则应力降低，分布会更复杂，在整个厚度内从压到拉反复变化几次，见图二，引至文献。

，由于大型结构件具有材料去除率大，形状复杂，整体刚性较差的特点，对模型的有效性。

依次针对性寻找解决方案，逐个突破，最终成功解决变形和加工刚性的问题。

这里以型号航空航天器长梁类结构件为例材料选取铝合金预拉伸板材，铝合金热处理并时效后的残余应力主要是淬火热应力残工中零件变形情况分析了工件内残余应力分布，模拟了去除材料对工件变形的影响，用经过改进的加工顺序进行切削过程的仿真和改进，并对仿真所得的零件变形量与实际加工测量结果进行了比较，验证了分析方法和所建立模工中零件变形情况分析了工件内残余应力分布，模拟了去除材料对工件变形的影响，用经过改进的加工顺序进行切削过程的仿真和改进，并对仿真所得的零件变形量与实际加工测量结果进行了比较，验证了分析方法和所建立模型的有效性。

依次针对性寻找解决方案，逐个突破，最终成功解决变形和加工刚性的问题。

这里以型号航空航天器长梁类结构件为例材料选取铝合金预拉伸板材，铝合金热处理并时效后的残余应力主要是淬火热应力残留，即中心为拉表面为压的情况。

经过预拉伸应力释放，则应力降低，分布会更复杂，在整个厚度内从压到拉反复变化几次，见图二，引至文献。

，由于大型结构件具有材料去除率大，形状复杂，整体刚性较差的特点，对切削加工提出了更高的要求，按航标规定，结构件长度小于，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支撑筋条外形面缘条，薄壁结构件在切削力的作用下，容易产生震动，影响结构件的尺寸精度，形位精度和表面粗糙度，这类零件的壁厚与他的径向轴向尺寸相比较，相差悬殊，所以薄壁零件的刚性较差，加工易产生共振，装夹就成为了加工质量和提高加工效率的关键。

航空航天器常规表面质量要求粗糙度，部分有配合关系的部位或是关键受力部位等表面质量要求粗糙度，所以我们此次研究需要保证最低标准表面质量粗糙度。

并且内部要求不允许有缺陷裂纹，这都是需要通过控制加工共振来保证的。

图二二〇〇年十月五日星期二第章加工变形影响因素的分析及解决方案第节变形原因的分析大型结构件刚性差，切削力切削热及切削振动等均容易导致零件变形，降低加工精度和加工表面质量。

从铝合金材料本身的特性方面来看，为获得理想的强度，铝合金毛坯板材必须经过轧制固溶拉伸时效等系列工艺流程，在这些过程中因存在不均匀的温度场和不均匀的弹塑性变形，板内产生了残余应力，毛坯初始残余应力以及切削加工过程中强热力耦合作用下产生的残余应力，在重新分布后造成整体结构件整体变形。

在切削过程中切削力，会让弓箭的侧壁残生让刀变形，其产生的切削热及切削振动等均容易导致结构件变形，在切削过程中，刀具对工件的切削力，会在工件与刀具的接触部分发生弹塑性变形，并且材料不断被刀具切除，板内残余应力发生释放与重分布，原来的应力自平衡状态遭到破坏，工件只有通过变形才能达到新的平衡状态。

如图所示，型号航空航天器典型长梁类结构件，端有凸台，面是全框面，面是半框面，具有单边特征。

从结构件自身几何结构上看，细长，结构不对称，薄壁部位多，也是产生较大变形的内在因素。

弹性模量是工程材料重要的性能参数，从宏观角度来说，弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度，从微观角度来说，则是原子间结合力的强弱的反映。

型号航空航天器所采用的铝合金材料的的弹性模量约为，约为钢的。

其弹性模量小屈强比大，在切削过程中极易产生回弹。

图三二〇〇年十月五日星期二在加工中还存在装夹力的作用下使结构件发生的变形，在结构件内部形成装夹应力场并产生相应的位移。

当刀具进行切削加工时，会出现过切或欠切现象，从而造成工件表面几何误差变形，对于刚性较差的薄壁结构件，装夹是引起加工变形的个重要因素。

传统装夹方式，采用压板，这种问题尤为严重，并且很少采用力矩扳手，就会造成不同压紧部位，压紧力不同，对加工工件产生相应位移，造成变形。

这里主要分析内应力分布几何结构刀具切削及装夹方式对加工变形的影响，般采用高强铝合金预拉伸厚板和数控加工，在实际加工中，因材料性质，毛坯的生产残余应力，加工工艺及零件集合特征导致加工时易产生明显的残余应力释放引起的变形，目前因控制变形而采取的保守的加工方法增加校正工序等，降低了加工效率和提高加工成本。

从典型的长梁类结构件加工过程来看，其变形主要有几个直接来源毛坯初始残余应力以及切削加工过程中强热力耦合作用下产生的残余应力结构件自身单边不对称的结构刀具切削力切削热在工件与刀具的接触部分发生弹塑性变形工装和装夹方式对结构件带来的影响其加工中的变形方向如下图所示。

图四目前铝合金材料加工中，锻件铸件暂时达不到使用强度要求，故毛坯大部分还是是选取高强铝合金预拉伸板材，整块毛坯直接掏空而加工成型，所以加工时有凸台的面需要去除大余量，所产生的残余应力也会比另外面大，结构件会如图二所示向有凸台面弯曲变形，再有结构件有面是半框面，相当于只有侧有外形面，没有外形面的侧没有刚性支撑，加工中会向这侧弯曲变形。

通过文献得知，对于此类结构件，不对称结构导致不对称去除毛坯造成的残余应力不对称释放对变形的影响远大于其他原因的影响，因此我们也主要研究残余腹板方向变形和闭角部位，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