2124铝合金薄壁结构件加工变形控制技术研究

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1、中图分类号：TH161论文编号：102870515-S065学科分类号：080201硕士学位论文2124铝合金薄壁结构件加工变形控制技术研究研究生姓名付嘉宝学科、专业机械制造及其自动化研究方向高效精密加工技术指导教师苏宏华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NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringStudyoncontroltechnologyofmachiningdeformation

2、of2124aluminumalloythin-walledstructureAThesisinMechanicalManufactureandAutomationbyFuJiabaoAdvisedbyProf.SuHonghuaSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著

3、作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其它个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅，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、缩印或其它复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名：_________日期：_________南京航空航天大学硕士学位论文摘要铝合金薄壁结构件具有降低飞行器自身结构重量，提高其机动性、携带负载能力等突出优势。但由于铣削加工的铝合金整体结构件其材料去除率高、多薄壁结构、刚性较差，在加工过程中零件易产生加工变形，使零件难

4、以达到设计要求，甚至成为废品。本文通过仿真分析探究切削参数、走刀路径、装夹条件以及加工顺序对铝合金薄壁结构件加工变形的影响，以尽量少的铣削试验实现对加工变形结果的预测，对铝合金薄壁结构件加工变形的控制研究具有理论与实用价值。本文完成的主要研究工作如下:（1）基于Abaqus仿真软件，结合“单元生死”技术，并采用Python语言编写了单元网格集合自动定义脚本程序，提高了建模效率。实现了工件材料跟随刀具轨迹被依次切除，并对施加切削力的铝合金薄壁结构件进行铣削加工模拟。（2）针对三种典型的薄壁局部结构，采用不同切削参数组合，开展了仿真试验，研究了切削参数对工件变形量的影响规

5、律，优选了切削加工工艺参数；采用优选工艺参数，研究了不同走刀路径对零件加工变形的影响，进一步优化了切削工艺；开展了优化工艺条件下的切削实验，验证仿真试验结果的可靠性。（3）针对铝合金薄壁结构典型零件，设计了装夹方式，并利用仿真分析方法，研究了装夹条件与加工顺序对加工变形的影响，获取了优化的装夹方案与加工顺序，有效地控制了薄壁结构件的整体加工变形。关键词：铝合金结构件，薄壁，加工变形，仿真优化i2124铝合金薄壁结构件加工变形控制技术研究AbstractAluminumthin-wallstructurehasalotofoutstandingadvantages.It

6、canreducethestructureweightoftheaircrafttoimproveitsmobilityandabilitytocarrytheload.But,becauseofitshighremovalrateofmaterial,morethin-wallstructureandpoorrigidity,itishardtoavoidmachiningdeformation.Alotofsimulationanalysiswasconductedinthisstudytoinvestigatetheinfluenceofcuttingparam

7、eters,toolpath,theclampingconditionandprocessingsequenceonthemachiningdeformationofaluminumalloythin-walledstructures.Themainworkandresultsaresummarizedasfollows:1.Combinedwith‘modelchange’technology,PythonlanguagescriptwaswritedtodefineelementsetsautomaticallybasedonAbaqussimu