薄壁板材加工变形控制工艺研究.docx

薄壁板材加工变形控制工艺研究摘要：在薄壁板材的加工变形中其变形情况通常具有明显的难控制性因此对薄壁板材加工变形控制工艺进行合理的研究具有重要的现实意义。本文主要通过对薄壁板材加工变形控制工艺进行有效的分析并对薄壁板材变形的有限元分析进行充分的总结从而进一步对不同精加工余量对薄壁板材变形的影响进行有效的探讨。关键词：薄壁板材；加工变形控制；工艺研究中图分类号：TH161文献标识码：A薄壁板材的各个结构零件通常都具有明显的刚性差特征并且受到各种因素的影响作用就导致其特别容易出现加工变形现象使得板材的加工精度不能得到有效的控制。而在引发薄壁板材加工变形的各项因素中切削力是其中的一种重要因素。由于薄壁板材所使用的加工变形模式通常会和实际的工件材料与相应的板材的结构尺寸之间存在着密切的关联因此刀具在拐角处的运动轨迹所产生的变形越大就会导致其在切出点出的变形越小同时在薄壁板材的初始切削位置的刚性较高使得其变形情况也较小而随着切削工作的进一步开展致使薄壁所站的面积越来越大就会导致其变形也逐渐增加。一、薄壁板材铣削加工工艺分析（一）薄壁板材铣削力图1为薄壁板材铣削过程的分析示意图。在本文中为了更加方便的供大家观察分析我们把总的切削面积来进行有效划分来降气变成许多个微单元组成并结合相应的计算来对每个单元的受力情况进行充分的分析从而进一步得出薄壁板材铣削力的具体空间分布状态。最后将多有的单元力相加就能够得出总的薄壁板材铣削力。（二）薄壁板材加工关键点的选取进行直边的切削且ae<R时其薄壁板材铣削力的分布情况如图2所示。刀齿从E点切入再从D点切出C点为二分之一径向切深处其具有明显的代表性。然而由于铣削刀存在着明显的螺旋角导致其在E处切入时其所形成的切削面积在位置理论上为0因此我们通常选取C点与D点来作为薄壁板材加工的关键点进行分析。二、薄壁板材变形的有限元分析（一）薄壁板材变形的有限元模型分析进行薄壁板材加工时通常可以运用多种加工方法其中最主要的是采用由内向外的环切法使得刀具在框体的中部下刀再不断的向外旋转如图3所示。图3中部分带有箭头的实线通常指的是刀具的外轮廓线所得的实际运动轨迹我们一般将此来作为有限元模型的重要建模依据并进一步结合关键点的有效选取原则来对模型中的关键点进行更加合理的设置工作此外各条直线的交叉点就是有限元模型的建模关键点要求其能够充分的采用由下往上的方法来对各个关键点的坐标进行更加充分而又明确的设定促使其生成更加合理的关键点最后再由点生成线并进一步由线生成面。同时在整个模型的实际建立过程中为了能够更好的促使关键点的位置体现出变性的最大值就要求我们必须将切削用量与坐标位置有效的联系起来。其中图3变为薄壁板材变形的有限元模型示意图。（二）薄壁板材变形的有限元变形规律1关键点的变化规律：当关键点所在的位置经过拐角处时与相邻的关键点比较而言由于其受力情况比较大就会促使该部位的变形情况也比较大。而当关键点所处的位置位于刀具的切出点时由于其受力作用比较小就促使其发生的变形程度也比较小。当关键位置位于刀具运动的中心轨迹上时就会导致其受力较大从而使得其变形情况也较为严重。2切削变化规律：由于在切削活动的初步进行时其薄壁板材中心的刚性条件比较好与同一直线上的其他点相比而言中心处各个点的变形情况比较小而随着刀具不断地向外呈环形状切削我们就会明显的发现这种变化规律开始逐渐消失了。而另一方面伴随着薄壁板材在模型中所占比例的不断增加各个板材中间部位的刚性也开始不断地减弱从而使得其所发生的变形情况也越来越强。这就会进一步导致距离约束比较近的两端部位的变形程度比较小从而使得在整个直线中各个关键点之间的变形规律呈现出一种抛物线的形状。三、薄壁板材变形受精加工余量的影响作用一般来说薄壁板材加工变形情况往往会随着精加工余量的变化而发生一定的变化当精加工余量的小于2mm的时候薄壁板材的变形情况就会一直随着精加工余量的增加而不断增加同时一旦精加工余量大于2mm薄壁板材的变形情况就会随着精加工余量的增多而减少。究其原因主要是虽然精加工余量增加时其切削力也会增加导致板材的变形情况也产生一定的增高趋势然而由于精加工量的增加会使得板材的厚度也随着增加使得板材的刚性能够得到一定程度上的提高从而使得板材刚性的增加程度远远的超过了切削力增加的程度这就会导致变形的不断减小。所以说精加工余量越大其板材的变形情况就越小因此为了能够更好的提高加工效率并减小薄壁板材的变形情况就要求我们在进行最后一刀的精加工时采用较大的ap进行薄壁板材的铣削加工工作。结语刀具路径优化法和大切