数控加工变形控制教程文件.ppt

数控加工变形控制策略;目录;1、引言;影响数控加工变形原因分析;;4、工件残余应力稳定化处理;4.1 预拉伸型材 对于无纤维流向要求的零件和大多数有纤维流向要求的零件,均可改为预拉伸板材加工，但材料成本有所增加。由于板材内部残余应力较小，切削加工引起的残余应力失衡不会引起明显变形。目前数控加工的飞机整体壁板、整体梁、整体肋、复杂缘条、大型接头等各类大型铝合金结构件中已大量采取预拉伸板材，例如7050-T7451；必须注意材料状态最后一位为“1”时，不允许再进行人工时效处理。 ;;;;;; 增强零件刚性和紧固零件方法有多种，具体有: 1、浇灌石腊; 2、浇灌石膏; 3、应用低熔合金。此外还应用明矾、低熔塑料。在其它零件加工中, 还有用硫磺、松香、牙托粉等材料的情况。俄罗斯近几年使用一种尿素树脂聚合物, 作为增强零件刚性的材料。该聚合物是由96% 的尿素树脂和4% 的硫酸钾组成，熔融温度为134~ 140°C。固化迅速, 刚性好,粘结力强, 溶解速度快, 价格便宜。可局部或整体地增强非刚性零件的刚性。加工完毕后, 把零件加热或放入水中, 聚合物可自行与零件脱开。;;5.2 石膏填料在薄壁件加工中应用;5.3 低熔点合金应用;低熔点合金配制;;;低熔点合金在薄壁腔体加工中应用;;;;;6. 数控编程及切削参数优化技术; 采用控制变形的加工工艺，从刀具、切削参数、走刀路径的选择及程序的编制，都不同于传统的加工。确保薄壁类零件的加工质量，同时必须简化生产工序使绝大多数工作都集中在数控工序上完成。数控加工常见工艺问题的处理：⑴ 顺逆铣，⑵ 凹、凸角加工，⑶ 陡壁加工，⑷ 分层加工，⑸ 进退刀控制， ⑹ 对称加工。降低切削力、减少表面应力集中、利用刀具的合理的材料选择、刀具角度的优化、切削用量的优化、切削液的选择及使用等方法降低切削力。对于数控机床，可利用主轴功率的使用效率来初步确定切削力大小。 ; ;西飞公司加工某壁板零件设置应力释放槽示图;6.2 层优先加工策略; ;;;;; 采取数控补偿措施。根据实际加工得到的零件的加工变形情况和经验,设计数控补偿程序,让刀具在原有的轨迹中考虑零件变形程度附加一个偏移??,对加工变形进行数控补偿,以达到加工精度要求。;;; 以下方法可供参考： 通用压板。压板的数量和作用点分布数量是主要研究内容。 软爪。用于夹持轴外圆加工内型面时。 通用磁力吸盘。对于导磁性材料。 专用胎具。 真空吸盘夹具。 定位心轴。用于轴类薄壁件以内孔定位、加工外型面时，常采用一夹一顶或一夹一拉，避免了径向变形。;真空夹具应用;真空夹具结构示意图;减小切削力——振动切削加工;　 高速加工技术已受到越来越多的重视,高速切削条件下,加工系统原有的一些特性发生变化,切削力降低,尤其是径向切削力的大幅度减小,特别有利于航空航天薄壁件的高速精密加工;大部分切削热被切屑飞速带走,零件可基本保持冷态,因而特别适用于加工容易热变形的零件;零件表面的残余应力非常小,机械和热应力变形都减小。;高速加工技术的体系结构 ;高速切削的优越性;; 高速切削加工薄壁件相对传统加工具有显著的优越性：切削力小，加工薄壁类零件时工件产生的让刀变形相应减小，易于保证零件的尺寸精度和形位精度。切削热对零件的影响减少，零件加工热变形小，这对于控制薄壁件的热变形非常有利。加工精度高，刀具切削的激励频率远离薄壁结构工艺系统的固有频率，保证了较好的加工状态，实现了平稳切削，保证了零件的精度和表面粗糙度。加工效率高，比常规加工高5~10倍，单位时间材料切除率可提高3~6倍。 ; 采用螺旋线驱动方法编程，刀具进入材料尽可能采用连续的螺旋和圆弧轨迹进行铣削，以保证恒定的切削条件；爬坡采用单向加工，而不采用“之”字加工，避免逆铣，减少刀具退出和重新进入材料的次数，维持刀具稳定的切削状态，保持切削厚度均匀；精加工时拐角等曲率变化和切深变化较大的部分要预先处理，使之留下与其他部分相同的余量；切削轨迹无突变，在刀轨转折处采用无尖角刀具轨迹；粗加工要重视形状的准确性，而不是简单的去除材料，保证后续工序加工余量均匀。余量和切削用量要与切削参数相结合，选用合理的切削参数；避免切削余量突变，余量大时，应降低F；采用分层切削；有凸台的部位先清根，避免刀具频繁碰撞凸台；有样条插补条件时，通过NURBS曲线编程。 ;9 物理仿真技术; 切削过程物理仿真与变形误差补偿技术包括高速切削机理研究、切削力建模、残余应力预测及切削路径和参数优化等。目前正在研究的4个方面: (1)深入研究材料的高速切削机理, 建立切削参数与切削力大小、工件加工表层残余应力分布状态等的定