本文選題：大型薄壁件 + 加工變形��； 參考：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：大型薄壁結(jié)構(gòu)零件具有結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)省材料、重量較輕等優(yōu)良特性,能夠有效減輕整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量,近年來(lái)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。然而,薄壁結(jié)構(gòu)零件由于壁薄、剛度較低等特點(diǎn),在加工過(guò)程中受到初始?xì)堄鄳?yīng)力、切削力、裝夾條件等因素的作用極易產(chǎn)生加工變形,嚴(yán)重影響薄壁零件的尺寸精度與使用性能。因此,針對(duì)大型薄壁結(jié)構(gòu)零件的加工變形進(jìn)行合理的分析預(yù)測(cè),研究影響加工變形的主要因素,為制定適當(dāng)?shù)淖冃慰刂拼胧┨峁﹨⒖?具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義。本文首先基于金屬切削加工數(shù)值模擬技術(shù),運(yùn)用ABAQUS軟件建立了鋁合金材料的熱力耦合二維正交切削模型和三維銑削加工模型,通過(guò)有限元仿真得到了不同切削參數(shù)下切削力和切削熱的變化規(guī)律,分析了三向銑削力以及銑削加工應(yīng)力場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)的情況。然后建立了薄壁筒形件毛坯固溶淬火過(guò)程的有限元模型,仿真得到了熱處理過(guò)程中溫度場(chǎng)與熱應(yīng)力場(chǎng)的分布規(guī)律,從而獲得了分析加工變形的初始?xì)堄鄳?yīng)力場(chǎng)。接著在初始?xì)堄鄳?yīng)力、切削力、裝夾條件的耦合作用下,運(yùn)用ABAQUS軟件自帶的單元生死技術(shù)模擬材料去除,通過(guò)Fortran語(yǔ)言編寫(xiě)子程序控制載荷的施加,得到了薄壁件局部加工完成后的殘余應(yīng)力分布及加工變形情況。最后針對(duì)所設(shè)計(jì)的專(zhuān)用工裝夾具方案,通過(guò)有限元仿真得到了不同漲緊塊數(shù)量下的薄壁件加工變形,結(jié)果證明12個(gè)漲緊塊的夾具布局最合理;同時(shí)研究了不同切削參數(shù)對(duì)加工變形的影響規(guī)律,為優(yōu)選切削參數(shù)提供了依據(jù)。
[Abstract]:Large thin-walled structural parts have the advantages of compact structure, saving materials and light weight, which can effectively reduce the quality of the whole structure. In recent years, they are more and more widely used in the field of aerospace. However, due to the characteristics of thin wall and low stiffness, thin-walled structural parts are easily deformed due to the effects of initial residual stress, cutting force, clamping conditions, etc. The dimensional accuracy and performance of thin-walled parts are seriously affected. Therefore, it is of great theoretical value and practical significance to analyze and predict the machining deformation of large thin-walled structural parts, to study the main factors that affect the machining deformation, and to provide a reference for the formulation of appropriate deformation control measures. In this paper, based on the numerical simulation technology of metal cutting, the thermo-mechanical coupling two dimensional orthogonal cutting model and three dimensional milling model of aluminum alloy are established by using ABAQUS software. The variation law of cutting force and cutting heat under different cutting parameters is obtained by finite element simulation. The three direction milling force and the stress field and strain field in milling are analyzed. Then the finite element model of the solid solution quenching process of thin wall cylindrical blank is established. The distribution of temperature field and thermal stress field during heat treatment is obtained by simulation, and the initial residual stress field of processing deformation is obtained. Then under the coupling of initial residual stress, cutting force and clamping condition, the unit life and death simulation material is removed by using the unit life and death technique brought in by ABAQUS software, and the application of load is controlled by subprogram written by Fortran language. The distribution of residual stress and the deformation of thin-walled parts after local machining are obtained. Finally, according to the designed special fixture scheme, the machining deformation of thin-walled parts with different number of tensioning blocks is obtained by finite element simulation. The results show that the fixture layout of 12 tightening blocks is the most reasonable. At the same time, the influence of different cutting parameters on machining deformation is studied, which provides the basis for selecting cutting parameters.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TG501;TG162

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本文編號(hào)：1821790