航天器典型薄壁件精密加工技术研究

《航天器典型薄壁件精密加工技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、制瞳技术研竟航夫制造牲术航天器典型薄壁件精密)：JDq-技术研究黎月明郭拥军北京控制工程研究所，北京1O0190摘要针对航夭嚣典型薄壁件的加工变形问题，结合盎属切削理论，从增刚度工艺设计．小应力装卡、小切削力加工等方面，对薄壁卓件的精密加工技术进行T琛入研究。精密加工实践证明，可以利用工#手段增加制造过程中的霉件刚度，拽小加工变形，实现薄壁零件的精密,女pX-。关键词薄壁件；精密加工；增剐度：小应力StudyonPreciseMachiningofTypicalThin—walledPartsintheSpacecraftLiYuemingG

2、unYongiunBeringInstituteofControlEngineeringBeOin9100190)Abstract：Aimedatchemachiningdeformationproblemofthetypicalthin-walledpartsinthesDacecm．bascdonthetheo珂ofmetalcutting，anintensivestudyofprecisemachiningtechnologyofthin-walledpaasismadethroughtheprocessdesignstrengthen

3、ingfigidilytheclampwithlesssLresslesscuttingforceand80onMoreover．thcpracticesofprecisemachiningalsoshowthattherigidityofparisduringmachiningcanbeenhancedbyvariousprocess[12Callswhichmakethedefomlationofmachiningpanslessandensutethemachiningprecisioaofthin—wailedpart．smo∞eas

4、ilyattainedKeywords：thin—walledparts：precisemachiinng；stfengtheinngrigidity*hissstress引言在卫星、b船等航犬器制造中大量使用精密薄壁零件，该类零件通常有以下特点：薄壁．刚度较弱，加工过程中极品发生变彤；精度要求-箭．关键尺寸精度为IT5～lT2缎，关键的形位精度5～3级以上。由于应用原因，工程设计时咀满足其形状、厚度、精度和质量等物理指标为首要日的。因受形状和质量的限制，零件强度能满足使用要求，刚度指标却常常被忽略或考虑小够。这些精密渖壁零件是在组合状态下使

5、片j．刚度对其应用般没有多大影响，但对生产加工来说却是1分水利的。近年来，随着航天事业的突飞猛进．精密薄壁零件的需求量不断增加，开展航天嚣典型薄壁件的精密ii：：i掣盟：兰≮；?＆#13№：20l十1206加工技术研究的意义也日荔突硅。针对精密薄擘零件的加』：变形问鹿．本文从增刚度工艺设计、小应力装卡、小切削力加工等方面对薄擘零件的精密加工技术进行深入研究，认为可以在制造过程中利用工艺手段增加薄壁霉什的刚度，减d,)glz变形，实现弱刚度薄壁零件的精密加工。2精密薄壁零件的加工过程受力分析工件祚切削力的作用F将产生变形，由于切削力可分解为径向

6、、切向(主切削力)、轴向三部分，T件的变形将在返三个方向产生。由于径向切削力^的作用，工件在直径方向产生变形k，使工件中心由原先的0点移至∥点，因此^对工件加工精度影m*I目々n{目RA自t#自mI＆$期造技术研究2011年2月第1期响很大(如图l所示)：而切向力心和轴向力在主切削力方向产生的误差对工件的尺寸精度影响很小，可忽略不计。如图2所示，切削是在机床、工件、刀具组成的弹性工艺系统内完成，切削力尸(f)是时间的函数。o一彳!乏》i一；lDj、厂＼、∑图1变形对工件精度的影响^卜V图2切削力波形r根据金属切削理论，将工件系统的受力情况进行

7、简化，如图3所示。图3切削力模型显然工件在吃刀抗力方向(即xl方向)的动态位移对加工精度有着直接关系，其运动方程为：鲁脚警耐血叫r)㈩2fl=yIM，簖--koIM(2)式中：△r工件在水平方向上的位移；‰一一系统固有频率；卜—耐间；膨一夹在主轴上工件的等效质量；卜阻尼系数；广粘性阻尼系数；‰——工件系统刚度，薄壁件加工中，工件系统刚度约等于工件刚度；P(t)——径向切削力，P(疗=Po+Psin(cot)，其中R为静态分量，Psin(tot)为激振力，∞为激振频率。切削力尸o+Psin(∞f)必然导致切削时工件的位移增大和切削热的增加，使切

8、削过程不稳定。但这种切削力在普通切削中是不可少的，因为没有P0则不能形成刀具对工件的挤压和切削作用。由于P0作用在弹性体上，必将产生力Psin(tot)，从而使位移