基于切削力建模的结构件高效铣削加工技术

为了揭示铝合金切削机理,实现铝合金结构件的高效加工,采用工艺试验和理论分析相结合方法研究了铝合金结构件加工过程中的切削力模型。利用建立的切削力模型计算了给定切削参数下的切削力,分析了某典型结构件翼面侧壁加工的受力情况,由受力分析可知,采用准高速段切削参数加工翼面可保持较小的切削力,有利于控制侧壁的加工变形。加工实例表明,该翼面可以进行高效加工,并可得到良好的加工质量和精度。     

超声波椭圆振动切削加工系统稳定性研究

切削加工系统的稳定性是影响零件加工质量的重要因素之一.通过建立超声波椭圆振动切削系统动力学模型,对超声波椭圆振动切削系统稳定性进行了分析,从理论上预测出超声波椭圆振动切削的稳定极限,并对其进行Matlab仿真,得出稳定极限图.最后介绍了高温合金材料弱刚度零件加工试验情况,证实了与普通加工系统相比,超声波椭圆振动切削加工系统处于分离状态时具有更高的加工稳定性,可以提高弱刚度零件的加工质量.     

铝合金薄壁框类零件变形控制工艺研究

铝合金薄壁框类零件一般尺寸大而截面积较小,加工余量大但刚度较低,在加工中容易出现变形。本文针对此类零件的变形控制进行工艺研究,分析了此类零件产生变形的主要原因,从加工工艺、零件装夹、加工参数、刀具选择等多方面提出改进措施,在一定程度上解决了变形问题,对此类零件的加工工艺、加工方法等方面都具有一定的借鉴作用。     

热载荷下轻质复合结构件的应力和应变分析

复合结构件在固化和其它使用环境条件中,均受到热载荷的作用。这类结构的横向热膨胀系数(CTEs)大,刚度低;但平面的刚度高,热胀系数小。本文分析了典型的复合结构件,即空间天线反射器的曲面薄壳,由温度引起的应力和变形。     

振动消除应力技术应用研究

分析并讨论了振动消除应力技术的基本原理,通过振动消除应力与传统的热处理时效工艺的对比工艺试验,验证了振动消除应力在铝合金零件加工中的消除应力控制变形的有效性,对于高强铝合金小型薄壁结构件和大型结构件,效果优于热处理时效消除应力,并给出了振动消除应力技术在航天器大型铸件、精密零部件、大型零部件加工中的应用实例。     

航天器典型薄壁件精密加工技术研究

针对航天器典型薄壁件的加工变形问题,结合金属切削理论,从增刚度工艺设计、小应力装卡、小切削力加工等方面,对薄壁零件的精密加工技术进行了深入研究。精密加工实践证明,可以利用工艺手段增加制造过程中的零件刚度,减小加工变形,实现薄壁零件的精密加工。     

铸造钛合金骨架结构件加工技术研究

针对难加工材料钛合金铸件的特点,摸索出更为合理的加工刀具几何角度及切削参数,采用合理的装夹方式及工艺方案,解决了结构件在机械加工方面的变形问题。     

精密薄壁支架零件高效防变形工艺研究

开展了精密薄壁支架零件的结构特点和技术难点分析,通过对薄壁支架类零件结构加工过程进行仿真分析、加工工艺优化等技术研究,实现了弱刚性结构零件的高效防变形加工,提高了弱刚性结构零件的加工精度和表面质量,从而满足了高精度薄壁支架类零件的质量要求。     

TA15粉末冶金承力结构件研制及强度试验考核

针对飞行器承力结构件结构尺寸大、高温力学性能及尺寸精度要求高的研制特点,通过对比多种工艺方案后选取粉末冶金热等静压工艺,完成了近1m尺寸量级的局部1∶1样件研制,获得了合理的工艺参数及变形控制方法,验证了粉末冶金工艺对该类结构件的适应性。根据该结构件的承载特点进行了强度有限元分析,设计了强度试验方案并完成试验考核,试验结果与有限元分析一致性较好。并根据试验结果给出了结构改进的方向。     

航天大型薄壁结构装配制造尺寸精度预测与控制方法

大型薄壁结构的弱刚性导致其在制造过程中变形是影响尺寸精度的主要因素,如何对加工和装配过程零组件的偏差场进行精确预测与控制是提升制造质量、改进工艺参数的关键。本文针对大型薄壁结构制造与装配过程偏差场特性进行研究,提出适用于航天大型薄壁产品装配过程偏差场预测与控制方法。以基本变形模式的线性组合构建大型薄壁结构空间偏差场,考虑大型薄壁结构装配过程内应力的协调变形,以零件与装配体之间基本变形模式的映射关系建立大型薄壁结构装配过程偏差场预测模型。基于零件基本变形模式对装配体偏差的贡献量化值进行薄壁结构装配过程偏差溯源,提出两步寻优方法求解零件特定基本变形模式的最优控制点集,以最优控制点集的偏差调整实现大型薄壁结构装配过程的偏差控制,为航天大型薄壁结构装配过程的尺寸精度预测与控制提供理论基础与技术指导。     

航天铝基复合材料零部件超精密加工技术研究

针对航天高碳化硅铝基复合材料零部件采用聚晶金刚石PCD刀具进行了超精密车削加工试验，用原子力显微镜AFM和扫描电子显微镜对其进行了检测，分析了零部件表面粗糙度值的大小及影响因素、SiCw变形破坏机理、已加工表面微观结构及加工变质层特性。结果表明，超精密车削高碳化硅铝基复合材料零部件可以获得超精密级加工表面（如Ra11．5nm）；超精密车削过程中SiC，存在着三种主要变形破坏机理：直接剪断型、拔出型和压入型，且以直接剪断型为主。直接剪断的SiCw对表面粗糙度值影响最小，而后二者是影响表面粗糙度值达到超精密级的主要障碍；超精密加工零部件表面仍会产生很薄的加工变质层。     

振动时效在消除铸铝合金框架变形中的应用

铸铝合金异型件在加工过程中的变形问题广泛存在,而残余应力是引起变形的关键因素。本文从框架类产品的设计结构入手,分析残余应力与产品变形间的关系,结合振动时效工艺机理,重点详述了利用振动时效消除铸铝合金框架类产品变形工艺。试验表明,振动时效可显著消除铸铝合金框架件变形。     

数控加工快速编程和仿真优化技术研究

通过对基于UG的数控加工快速编程技术和基于VERICUT的仿真验证和切削优化技术的研究,掌握了编程模板文件创建、仿真虚拟机床构建等关键技术,实现了结构件的高效率、高质量、低成本加工。     

提高工艺文件编制效率的方法探讨

通过实例分析,对比生产管理中的零件加工排序方法和编制多项工艺文件工作的相似性,得出了在编制多项工艺文件时,应用零件加工中的最短加工时间原则,对多项工艺文件的执行顺序进行合理的排序,可以显著缩短总流程时间,从而有效地提高工艺工作效率。     

SY汇流板去毛刺技术

结合SY汇流板的结构和加工特点,采用优化加工参数、变更加工条件、改善刀具等方法控制和去除产品钻削加工过程中产生的毛刺。这几种方法经济适用,低成本高效率地应用于实际生产中。     

基于UG的喷注器冷却通道的机床仿真加工

在分析了喷注器壳体上冷却通道的结构特点和数控加工工艺的基础上,利用UG／ISV软件进行冷却通道的辅助加工,同时对喷注器三维模型的建立、加工过程参数的选用及刀具轨迹编程和加工仿真进行了详细介绍,并用五轴机床进行了加工实验,保证了加工质量,提高了加工效率。     

基于变形力数据的结构件残余应力场重构方法

残余应力是引起零件加工变形和失效的重要因素,残余应力场的重构有助于消除和控制零件在设计、制造、评价和使用过程中的残余应力。针对已有方法难以准确重构残余应力场的问题,提出了一种通过零件加工过程中的变形力数据实现零件残余应力场重构的方法。该方法首先提取了由于材料去除引起的应力重新分布带来的装夹力变化数据,即变形力。残余应力到变形力之间通过协方差矩阵自适应进化策略(CMA-ES算法)反复迭代求解出映射关系,从而构建出零件的残余应力场,最后在仿真环境下对该方法进行了验证。验证结果表明:该方法能较好地预测残余应力场,重构出的零件的初始残余应力场与原始施加的应力场平均误差值约0.38 MPa,为零件残余应力场的重构提供了一种新思路。