【摘要】：整流罩是航天產品的關鍵部件,為滿足新一代航天產品高速高加速性能要求,整流罩設計方案的發(fā)展趨勢由整體式向對開式發(fā)展,對開式整流罩骨架由于結構復雜、低剛度、高強度導致產品在加工過程變形不易控制,加工變形問題越來越成為航天產品結構實現的瓶頸問題。本文針對對開式薄壁鋁合金整流罩骨架的殘余應力檢測及加工變形控制技術開展研究。通過分析薄壁罩體結構產品的結構特點和工藝特性,梳理了形變的類型,闡述了變形問題的影響因素。通過設計不同的工藝方案,進行試制加工并對比分析,提出了“內腔銑外圓錐面立車”的分體式加工方案,通過改變毛坯結構、減少加工過程中引入的加工殘余應力等對變形因素進行控制,使零件能量釋放相對平緩,實現產品徑向扭轉變形和軸向彎曲變形的控制。結合優(yōu)選的工藝方案和試驗加工結果,通過多種檢測方法對比,選用X射線法作為殘余應力檢測方法,通過搭建殘余應力檢測實驗平臺,確定在精加工工序前對整流罩骨架的殘余應力進行檢測,進一步驗證了薄壁結構產品內應力分布對變形的影響規(guī)律。試驗表明,引起產品大端擴張和收縮變形的內在原因是結構弱剛性和加工過程產生的加工殘余應力共同作用導致。根據殘余應力分布及變形規(guī)律,基于精加工工序前的產品結構和加工余量,建立有限元分析模型。通過模態(tài)分析確定振動時效的支撐和激振點位、激振頻率的取值范圍。通過諧響應分析,確定激振頻率和激振力的取值,為頻譜諧波振動時效方案制定奠定了技術基礎。以某型號整流罩金屬骨架為例,在精加工工序前增加振動時效去除殘余應力工序,開展了振動時效試驗,實現內部殘余應力勻化,基于此優(yōu)化了工藝方案,驗證了數值模擬方法的正確性,提高了產品加工精度,實現對產品加工變形的控制。本文通過開展對開式薄壁鋁合金整流罩骨架制造方案的研究,實現了某型號整流罩骨架加工過程中的變形控制,為此類薄壁易變形罩體類結構件的變形控制提供了一套可以借鑒的技術方案。
【圖文】：

圖 1-1 讓刀量對薄壁零件加工變形的影響時效均化殘余應力和進行局部變形控制方面，特別是在大力消除積累了經驗。東南大學的鄭志達，通過對振動時效結合振動時效的工藝方法，，利用軟化現象提出了降低能源北工業(yè)大學楊艷慧、趙興東、劉東等人通過 GH4169 合分析，根據多次測量結果提出消除率公式，并對振動時效檢驗振動時效對各個方向殘余應力的消除情況[22]。中南宇通過研究框架結構零件的殘余應力的分布規(guī)律，進一步零件展開了振動時效的微觀理研究，對振動時效時間積累張朋朋，鄭驥等人，研究了加工過程中殘余應力的引入情效在大型零件中的應用，通過檢測對比驗證振動時效消除]。中國兵器工業(yè)第五九研究所的寧海青、趙祖德、黃樹時效中相關參數進行研究，優(yōu)化工藝方案大大降低了殘余率，節(jié)約了成本[25]。外研究進展

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文可以結合產品加工過程中的變形測量，自動調節(jié)夾具的夾過程中因夾具夾緊力引入的產品變形量減低到最小，克服精度的影響[28]。新加坡國立大學的 A. Y. C. Nee 等人，進件變形的因素，并重點研究了夾具夾緊力對零件精度的影類薄壁零件設計了一種可進行調節(jié)的輔助加工夾具，如圖具可以有效的減少加工過程中的變形誤差，但是該夾具是的自適應調節(jié)，目前在如何解決檢測線路方面還需進行進
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：V46

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 田榮鑫;劉維偉;姚倡鋒;任軍學;;薄壁構件單面銑削殘余應力變形有限元模擬與試驗研究[J];航空精密制造技術;2015年06期

2 李名揚;張朋朋;鄭驥;王德廷;杜華鵬;;振動時效在大型鋁合金薄壁環(huán)中的應用[J];金屬熱處理;2015年06期

3 喬楠楠;靳寬平;孫燕燕;;鋁合金薄壁件高速銑削加工中銑削力的建模與仿真[J];機械研究與應用;2012年01期

4 高葛;徐秀娟;;振動時效激振頻率選擇的探討[J];制造業(yè)自動化;2011年05期

5 王聰康;葉海潮;余祖西;姬偉;;薄壁件立銑切削力的有限元模擬與實驗研究[J];制造業(yè)自動化;2010年10期

6 寧海青;趙祖德;黃樹海;康鳳;胡傳凱;;振動時效法在薄壁鑄件上的應用[J];精密成形工程;2010年01期

7 沈華龍;吳運新;熊衛(wèi)民;;振動時效應用于鋁合金時動應力的選擇[J];材料工程;2009年04期

8 張云峰;曹巖;;薄壁件加工變形分析與控制[J];科技信息(科學教研);2008年08期

9 梁睿君;王寧生;姜澄宇;;薄壁零件高速銑削動態(tài)切削力[J];南京航空航天大學學報;2008年01期

10 張發(fā)平;王麗;尼亞孜;;薄壁零件加工變形誤差分析技術[J];組合機床與自動化加工技術;2007年10期

相關博士學位論文 前2條

1 劉海濤;精密薄壁回轉體零件加工殘余應力及變形的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

2 楊勇;鈦合金航空整體結構件銑削加工變形的預測理論及方法研究[D];浙江大學;2007年

相關碩士學位論文 前9條

1 常星宇;振動時效對鋁合金薄壁框架件變形的影響及機理研究[D];中南林業(yè)科技大學;2016年

2 魯俊杰;鈦合金薄壁零件激光沉積成形基體變形與應力調控研究[D];山東大學;2016年

3 董龍山;鋁合金薄壁件加工變形控制技術研究[D];北華航天工業(yè)學院;2015年

4 孫國智;大型復雜薄壁結構件加工變形仿真與控制技術研究[D];北華航天工業(yè)學院;2015年

5 李海崗;大型薄壁筒形構件在位裝配加工技術的研究[D];大連理工大學;2015年

6 辛鵬;振動時效法消除結構殘余應力技術研究[D];北京理工大學;2015年

7 韓麗麗;薄壁零件加工變形的預測及其仿真研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2009年

8 李陽;薄壁零件銑削加工變形預測[D];大連交通大學;2008年

9 李亮;薄壁零件的加工振動分析與加工工藝研究[D];南京航空航天大學;2005年

本文編號：2624464