刀具偏摆数控补偿加工方案的应用

　　引言

　　航空薄壁零件主要由侧壁和腹板组成,其结构复杂、体积较大、相对刚度较低,故加工工艺性差。在切削力、装夹力、切削振颤等因素作用下,易发生加工变形,不易控制加工精度和提高加工效率。加工变形和加工效率问题成为薄壁零件加工的重要约束问题。目前,国内外的相关研究为薄壁件加工精度控制提供了一些理论指导。

　　一些文献从加工工艺系统的整体刚性角度考虑,提出了充分利用零件的整体刚性加工薄壁零件的思想；有的文献从机床联动主轴数方面着手,提出了平行双主轴精度控制方案；有的文献从装夹系统方面考虑,提出了利用低融合金填充或使用真空夹具精加工薄壁零件的方法；有的文献从切削用量方面考虑,提出了变进给加工的方法；有的文献从有效补偿加工变形的思想出发,提出了薄壁零件加工变形分析及控制方案,对如何进行铣削精度控制提出了一些建议。

　　本文继承了最后提及文献的思想,即通过试验设计,有限元分析去研究铣削过程中薄壁零件及刀具的倾斜机理；在其研究的基础上,通过实验手段,分析和验证了刀具偏摆数控补偿方案。实验结果表明,刀具偏摆数控补偿加工方案有效地控制了薄壁件的加工精度,提高了加工效率,是一种方便、高效的加工方法。

　　刀具偏摆数控补偿方案

　　刀具偏摆数控补偿技术,即是在有限元分析基础上,根据模拟分析加工变形的大小,在数控编程时让刀具在原有走刀轨迹中按变形程度附加连续偏摆,补偿因变形而产生的让刀量。通过刀具偏摆数控补偿,可以将让刀残余材料切除,一次走刀即可保证薄壁件壁厚精度,从而达到高效、经济、优质加工薄壁零件的目的。其基本思想即通过建立受力模型、变形模型及数控补偿模型得到数控补偿方案,从而保证薄壁件加工精度要求。因此,切削力模型和变形模型是精确实现刀具偏摆数控补偿技术的基础,而精确的变形分析又依赖于准确的载荷模型。因此必须通过切削力实验,建立准确的铣削力模型；然后,在精确迭代分析加工变形的基础上,实施有效的刀具偏摆数控补偿加工。

　　切削力的计算

　　在实施刀具偏摆数控补偿加工之前,首先要知道零件的加工变形量,即利用有限元技术对工件进行加工变形分析；而精确的变形分析又依赖于准确的载荷模型(切削力、装夹力、定位约束等),其中关键是切削力的计算。不同的刀具及加工方法,有不同的切削力计算方法。在航空薄壁零件的加工中,以螺旋立铣刀加工居多。而对于螺旋立铣刀的受力模型,以沿着刀具螺旋线作空间状态分布的铣削力模型为最佳。

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。