薄壁曲面加工变形分析与补偿方法研究

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1、中图分类号：TP391论文编号：102870515-S086学科分类号：080202硕士学位论文薄壁曲面加工变形分析与补偿方法研究研究生姓名朱建伟学科、专业机械电子工程研究方向数控加工技术指导教师陈蔚芳教授南京航空航天大学研究生院机电学院二О一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanical&ElectricalEngineeringResearchonDeformationAnalysisandCompensa

2、tionMethodofSurfaceMachiningonThin-WalledPartsAThesisinMechanicalandElectricalEngineeringbyZhuJianweiAdvisedbyProf.ChenWeifangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015承诺书本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注

3、和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：摘要随着航空航天业的迅猛发展，薄壁曲面件的应用越来越广泛。由于其形状复杂、刚度较低、加工精度要求高等特点，加工变形分析和补偿的要求越来越高。为了有效提高薄壁曲面件的加工精度和加工效率，本文着重以薄壁曲面件为研究对象，对

4、其加工变形分析与补偿方法展开了研究，具体工作如下：1）建立了球头铣刀切削力模型，分析了薄壁曲面件加工变形预测方法，基于ABAQUS进行了加工仿真，并分析了切削参数和切削路径对加工变形的影响规律，为切削参数和切削路径优选提供了理论依据。2）分析了由切削力引起的加工变形误差主动补偿方法。提出了基于变形控制的补偿量计算方法，重构了补偿曲面，给出补偿刀轨生成中步长和行距的计算方法及刀轨生成方法，分析了在三轴数控机床上进行加工变形误差主动补偿的具体方法。3）以五轴双转台数控机床为例，提出了五轴数控加工变形误差补偿的具体方法，给出了刀轴矢量的优

5、化方法，保证加工过程的平稳性和加工中不发生局部干涉。4）基于UG开发了薄壁曲面件数控加工变形误差主动补偿软件，其能够快速生成加工变形误差补偿后的刀轨文件，并通过实验验证了主动补偿软件的可行性。关键词：薄壁曲面件，误差预测，变形控制，数控加工，误差补偿IABSTRACTWiththedevelopofaerospacescienceandtechnology，Thethinwalledcurved-surfacepartsaremoreandmorewidelyapplied．Becauseofitscomplicatedshape，

6、lowstiffnessandhighprocessingprecisionrequirementcharacteristic，thedemandofmachiningdeformationcontrolandcompensationisincreasing．Inordertoimprovethemachiningprecisionandmachiningefficiencyofthethinwalledcurved-surfacepartseffectively，thinwalledcurved-surfacepartsistak

7、enastheresearchobject．Astudyonthepredictionandcompensationmethodofmachiningdeformationaboutthethinwalledcurved-surfacepartsislaunched．Themainresearchisasfollows：1)Thecuttingforcemodelofballendmillisestablished．Themethodofthinwalledcurved-surfacepartsmachiningdeformatio

8、npredictionareanalyzed．BasedonABAQUS，machiningprocesssimulationislunched．Accordingtothesimulation，thelawhowcuttingpar