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国产7050铝合金薄壁承力框车削残余应力变形控制研究 被引量:1
1
作者 胡越 张晟玮 +1 位作者 蒋睿嵩 黄崇湘 《航空工程进展》 2025年第2期134-141,共8页
研究国产7050铝合金航空薄壁承力框零件车削加工的变形控制,在减小径向变形的情况下保证车削效率,可显著提升零件的加工精度与使用性能。建立三维车削残余应力仿真模型,通过实验验证国产7050铝合金薄壁承力框车削仿真模型的准确性;基于... 研究国产7050铝合金航空薄壁承力框零件车削加工的变形控制,在减小径向变形的情况下保证车削效率,可显著提升零件的加工精度与使用性能。建立三维车削残余应力仿真模型,通过实验验证国产7050铝合金薄壁承力框车削仿真模型的准确性;基于三维车削仿真模型开展正交实验,建立车削参数与车削残余应力的映射模型;以车削效率和残余应力为优化目标,基于遗传算法获得优化的国产7050铝合金航空薄壁承力框车削参数。结果表明:优化后加工表面残余应力降低至15.6 MPa,承力框最大径向变形量为1.59 mm,相比原车削参数变形量减小了约19%,达到了控制和优化国产7050铝合金航空薄壁承力框加工变形的目的。 展开更多
关键词 国产7050铝合金 航空薄壁件 加工变形 车削残余应力 变形优化
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高速切削有限元模拟技术研究 被引量:49
2
作者 杨勇 柯映林 董辉跃 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期531-535,共5页
有限元模拟是研究高速切削机理的有效方法,本文致力于有限元模拟所必需的关键技术研究。依据大变形理论和虚功原理对高速切削过程进行分析,建立了基于拉格朗日描述的有限元控制方程。通过研究材料动态本构关系、刀屑接触、切屑分离、切... 有限元模拟是研究高速切削机理的有效方法,本文致力于有限元模拟所必需的关键技术研究。依据大变形理论和虚功原理对高速切削过程进行分析,建立了基于拉格朗日描述的有限元控制方程。通过研究材料动态本构关系、刀屑接触、切屑分离、切屑断裂和切削热动态耗散与传导关键技术建立了正交切削有限元模型,提出材料本构关系建立方法和切屑断裂能量解释观点,最后结合实例进行高速切削模拟,并对模拟结果进行分析和验证,指出所建立的有限元模型是合理的。 展开更多
关键词 高速切削 有限元模型 正交切削模拟 材料本构关系 切屑断裂
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微结构表面金刚石车削加工过程中快速伺服刀架的控制 被引量:4
3
作者 杨元华 陈时锦 +2 位作者 孙涛 赵清亮 程凯 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期246-250,共5页
微结构表面金刚石车削加工过程中由于切削深度突变而易于引起切削力干扰,采用滑模变结构控制算法来解决这一问题。研制了用于微结构表面加工的快速伺服刀架,建立了快速伺服刀架动力学模型,并设计了基于连续时域模型的滑模变结构控制器,... 微结构表面金刚石车削加工过程中由于切削深度突变而易于引起切削力干扰,采用滑模变结构控制算法来解决这一问题。研制了用于微结构表面加工的快速伺服刀架,建立了快速伺服刀架动力学模型,并设计了基于连续时域模型的滑模变结构控制器,它与系统的参数变化及扰动无关,因此在切削过程中具有很好的鲁棒性。另外,滑模变结构控制系统快速性好,无超调,计算量小,实时性强,很适合于加工控制。针对滑模变结构控制算法与常规PID控制算法进行了阶跃响应对比实验,结果表明滑模变结构控制算法比常规PID控制算法的超调小,稳态误差小于20nm。最后以微菲涅耳透镜作为微结构表面的实例进行加工实验,实验结果进一步验证了滑模变结构控制算法的有效性。 展开更多
关键词 超精密加工 快速伺服刀架 滑模变结构控制 微结构表面
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GH4169车削过程的热力耦合作用及残余应力场研究 被引量:17
4
作者 姚倡锋 陈广超 +2 位作者 刘超 吴宁宁 黎先才 《航空制造技术》 2017年第1期42-47,共6页
镍基高温合金GH4169是一种拥有优良的机械性能及抗腐蚀能力的耐热合金,被广泛应用于航空航天工程等领域,其切削过程因热力耦合作用产生的残余应力对零件的疲劳性能有重要影响。本文采用GH4169车削试验及Deform-3D仿真模拟相结合的方法,... 镍基高温合金GH4169是一种拥有优良的机械性能及抗腐蚀能力的耐热合金,被广泛应用于航空航天工程等领域,其切削过程因热力耦合作用产生的残余应力对零件的疲劳性能有重要影响。本文采用GH4169车削试验及Deform-3D仿真模拟相结合的方法,通过试验的切削力和仿真的温度-应变场对残余应力场的形成机理进行研究。结果表明:刀具磨损对主切削分力和车削温度的影响非常显著,在刀片磨钝过程中,主切削分力由538N增大到756N,剪切区温度由552℃增高到654℃,工件表面的应变由3.3升高到3.5;刀具磨损导致切削力和的温度-应变的增大,致使表面圆周和进给方向的残余拉应力峰值由517MPa、242MPa增大到860MPa、442MPa;表层残余压应力峰值-696MPa、-356MPa增大到-756MPa、-456MPa;残余应力层深度由72μm增大到85μm。 展开更多
关键词 外圆车削 DEFORM-3D 切削力 温度场 应变场 残余应力
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超精密车削微量进给机构的试验研究 被引量:3
5
作者 王晓慧 袁哲俊 高栋 《航空工艺技术》 1994年第2期7-9,共3页
通过试验对超精密车削压电陶瓷微量进给机构进行了研究。文中分析了压电陶瓷的微位移特性,给出了整个机构的设计方法和性能.试验结果表明,该微量进给机构的分辨率达到0.025μm,频响范围0~200Hz,能够满足超精密车削的... 通过试验对超精密车削压电陶瓷微量进给机构进行了研究。文中分析了压电陶瓷的微位移特性,给出了整个机构的设计方法和性能.试验结果表明,该微量进给机构的分辨率达到0.025μm,频响范围0~200Hz,能够满足超精密车削的需要. 展开更多
关键词 超精密车削 压电陶瓷 驱动电源
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国产7050铝合金薄壁承力框车削变形预测研究 被引量:1
6
作者 马秀伟 胡越 +1 位作者 姚雯莉 蒋睿嵩 《航空工程进展》 2025年第1期108-116,共9页
研究国产7050铝合金航空薄壁零件车削加工的变形预测,建立能够准确预测车削变形的有限元模型,对保证航空薄壁零件的加工精度与尺寸稳定性,提高飞机的结构强度和可靠性具有重要意义。采用仿真结合实验论证的方法,研究国产7050铝合金初始... 研究国产7050铝合金航空薄壁零件车削加工的变形预测,建立能够准确预测车削变形的有限元模型,对保证航空薄壁零件的加工精度与尺寸稳定性,提高飞机的结构强度和可靠性具有重要意义。采用仿真结合实验论证的方法,研究国产7050铝合金初始残余应力与车削残余应力耦合作用对薄壁承力框加工变形的影响规律。根据航空薄壁承力框加工工艺,采用生死单元法建立承力框车削变形仿真模型,通过盲孔法及车削实验,分别获得承力框毛坯初始残余应力场及车削表层残余应力;基于车削变形仿真模型,预测初始残余应力场及车削残余应力耦合作用下的承力框加工变形,并进行实验验证。结果表明:承力框变形仿真预测模型的误差小于15%。 展开更多
关键词 国产7050铝合金 航空薄壁件 加工变形 残余应力 车削
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基于莫氏锥度自锁紧原理的薄壁圆环车削工装设计 被引量:5
7
作者 刘建伟 万方前 李寒荣 《机械研究与应用》 2021年第2期148-149,152,共3页
针对薄壁圆环类产品结构刚性差、车削发颤、甚至无法正常加工等问题,提出了一种基于莫氏锥度自锁紧原理的工装方案。通过工装体与车床主轴莫氏锥孔自锁紧方式固定,结合扇形爪采取一撑一拉的方式夹持工件,顺利解决了薄壁圆环类产品车削... 针对薄壁圆环类产品结构刚性差、车削发颤、甚至无法正常加工等问题,提出了一种基于莫氏锥度自锁紧原理的工装方案。通过工装体与车床主轴莫氏锥孔自锁紧方式固定,结合扇形爪采取一撑一拉的方式夹持工件,顺利解决了薄壁圆环类产品车削难题。该工装的设计思路对类似薄壁件制造具有很好的借鉴意义。 展开更多
关键词 莫氏锥度 主轴锥孔 薄壁圆环 扇形卡盘爪
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钛合金TC4高速切削刀具磨损的有限元仿真 被引量:41
8
作者 陈燕 杨树宝 +2 位作者 傅玉灿 徐九华 苏宏华 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2230-2240,共11页
借助有限元方法对切削钛合金时硬质合金刀具的磨损进行了仿真。首先,根据钛合金切削时刀具磨损机理,建立了能够综合反映粘结磨损、扩散磨损及磨粒磨损的磨损率模型;通过增大传热系数、平滑节点磨损值等方法,解决了刀具磨损过程中切削温... 借助有限元方法对切削钛合金时硬质合金刀具的磨损进行了仿真。首先,根据钛合金切削时刀具磨损机理,建立了能够综合反映粘结磨损、扩散磨损及磨粒磨损的磨损率模型;通过增大传热系数、平滑节点磨损值等方法,解决了刀具磨损过程中切削温度场的仿真、内部网格的调整及刀具表面轮廓的光滑处理等一系列问题,结合磨损子程序建立了预测刀具磨损的有限元模型。然后,通过切削实验对有限元模型的有效性进行了验证,结果表明:所建立的有限元模型能够较准确的预测刀具前刀面磨损及其磨损形貌。最后,对高速切削钛合金条件下的刀具耐用度进行了预测,预测结果表明:随着速度的增加,刀具会快速磨损,切削速度为300m/min时刀具寿命仅为130m/min时的1/3。因此,切削速度的选择要综合考虑切削效率与刀具寿命这两个因素。 展开更多
关键词 高速切削 钛合金 刀具磨损 有限元 磨损率模型
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单激励超声椭圆振动车削薄壁筒实验研究 被引量:13
9
作者 李勋 张德远 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期720-723,共4页
通过对普通夹心式超声椭圆振动换能器结构的研究,设计了一种能够在单一纵向激励的情况下产生椭圆振动的换能器结构,利用有限元分析工具对换能器的结构进行分析,并且利用光纤测振仪对单一纵向激励换能器进行了测量,验证了可以通过单向激... 通过对普通夹心式超声椭圆振动换能器结构的研究,设计了一种能够在单一纵向激励的情况下产生椭圆振动的换能器结构,利用有限元分析工具对换能器的结构进行分析,并且利用光纤测振仪对单一纵向激励换能器进行了测量,验证了可以通过单向激励产生椭圆振动。利用这种结构研制了一套单激励超声椭圆振动车削系统,采用PCD刀具对LY12实心件和薄壁筒工件进行了精密切削实验,实验结果表明椭圆振动切削可以大幅度降低切削力,明显改善薄壁工件的形状精度,同时工件还具有较好的表面粗糙度。 展开更多
关键词 薄壁件 车削 切削力 超声振动 PCD刀具
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钛合金TC4的切削温度场分析及刀具磨损研究 被引量:11
10
作者 何宝 邓子龙 高兴军 《辽宁石油化工大学学报》 CAS 2015年第2期53-57,共5页
在硬质合金刀具切削加工钛合金过程中,刀具磨损是限制刀具寿命的主要因素之一,而切削温度与刀具磨损、加工精度和工件加工表面的完整性密切相关。因此,研究切削过程中的切削温度变化规律及刀具磨损规律有助于提高生产率,降低生产成本。... 在硬质合金刀具切削加工钛合金过程中,刀具磨损是限制刀具寿命的主要因素之一,而切削温度与刀具磨损、加工精度和工件加工表面的完整性密切相关。因此,研究切削过程中的切削温度变化规律及刀具磨损规律有助于提高生产率,降低生产成本。借助Deform-3D有限元软件,对硬质合金刀具切削钛合金过程中的切削温度场及刀具磨损进行了仿真分析,得出了切削速度、进给量、切削深度和刀具前角的动态变化对切削温度的影响规律以及刀具磨损量随切削温度的变化规律,此规律对切削参数的选择和刀具寿命及磨损的研究具有重要的指导作用。 展开更多
关键词 钛合金 DEFORM-3D 切削温度场 刀具磨损 仿真分析
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陶瓷圆刀片车削GH4169机理研究及工艺优化 被引量:2
11
作者 詹春辉 计伟 +2 位作者 李克强 岳彩旭 李玉甫 《航空制造技术》 2011年第14期89-92,共4页
由于具有良好的切削稳定性,晶须增韧陶瓷刀片在高温合金的切削中得到越来越广泛的应用。但是作为切削高温合金的一种新型刀具,其切削机理还未得到充分阐述。为此,本文通过切削机理的研究,得出了陶瓷刀具切削高温合金的最佳工艺条件。
关键词 镍基高温合金 最佳工艺条件 切削参数 切削深度 径向切削力 陶瓷刀具 刀具(金属切削) 圆刀片 切削速度 切削用量 表面粗糙度值 刀具材料 进给量 切削机理 GH4169
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原位自生TiB_2/Al复合材料车削参数多目标优化方法 被引量:2
12
作者 宋国栋 汪文虎 +2 位作者 蒋睿嵩 林坤阳 熊一峰 《航空制造技术》 2016年第17期62-66,共5页
原位自生TiB_2/Al复合材料具有密度小、比强度高、高耐磨等特点,在航空航天领域具有广泛的应用前景。主要针对TiB_2/Al复合材料车削参数对表面粗糙度的影响进行探索性研究。首先,以车削速度、进给速度、车削深度为对象,基于单因素试验... 原位自生TiB_2/Al复合材料具有密度小、比强度高、高耐磨等特点,在航空航天领域具有广泛的应用前景。主要针对TiB_2/Al复合材料车削参数对表面粗糙度的影响进行探索性研究。首先,以车削速度、进给速度、车削深度为对象,基于单因素试验研究了车削参数控制域。进一步在控制域内设计正交试验,并基于试验结果研究了表面粗糙度与车削参数的映射关系,推导了材料去除率模型。最后,以表面粗糙度和材料去除率为优化目标,提出并研究了基于GA-Pareto的车削参数多目标优化方法,并通过试验验证了该方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 TIB2/AL复合材料 表面粗糙度 车削参数优化 遗传算法
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高压压气机环形机匣改装中的组合车削工艺 被引量:1
13
作者 滕琳 刘晓明 +1 位作者 李中原 郭丰 《航空制造技术》 2008年第5期79-82,共4页
介绍了PW4000高压压气机环形机匣改装过程中高压压气机机匣的组合车削加工工艺,叙述了环形机匣的结构、组合加工的特点、工艺的制定以及加工测量等问题。
关键词 高压压气机 机匣 改装技术 组合车削加工 数控编程
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不锈钢增材制造件后处理工艺研究进展 被引量:2
14
作者 李汇 李光先 +4 位作者 高瑞麟 金鑫 刘璐 李朝将 Songlin DING 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期211-236,共26页
由于金属材料增材制造技术的逐层成形过程特点,增材制造件存在着一些难以避免的问题,如表面粗糙、残余应力较高及由于粉末熔融不完全引起的亚表面微裂纹及气孔等,无法直接进行装配应用。综述结合了近年来国内外不锈钢增材制造件后处理... 由于金属材料增材制造技术的逐层成形过程特点,增材制造件存在着一些难以避免的问题,如表面粗糙、残余应力较高及由于粉末熔融不完全引起的亚表面微裂纹及气孔等,无法直接进行装配应用。综述结合了近年来国内外不锈钢增材制造件后处理工艺的研究成果及不锈钢增材制造件的缺陷类型,分析了不同增材制造工艺的区别及用途,以及目前国内外对增材制造件工艺参数的优化进展,热处理、机械加工等后处理工艺的国内外研究现状,总结了不锈钢增材制造件后处理工艺的关键问题,探讨了不锈钢增材制造件后处理工艺发展趋势。 展开更多
关键词 增材制造 不锈钢材料 后处理工艺 可加工性 残余应力
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CHAOTIC MOTION OF AN ELASTIC CIRCULAR PLATE
15
作者 韩强 胡海岩 杨桂通 《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》 EI 1998年第2期55-59,共5页
The chaotic motion of a harmonically forced circular plate is studied in the paper. The virtual displacement principle is used to derive the dynamic equation of motion, with the effect of large deflection of plate tak... The chaotic motion of a harmonically forced circular plate is studied in the paper. The virtual displacement principle is used to derive the dynamic equation of motion, with the effect of large deflection of plate taken into account. By means of Garlerkin approach and Melnikov function method, the critical condition for chaotic motion is obtained. A demonstrative example is discussed through the Poincare mapping, phase portrait and time history. 展开更多
关键词 circular plate CHAOS Melnikov function Poincare mapping
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超硬耐磨涂层车加工研究
16
作者 于泽 王建新 《科技传播》 2012年第12期24-24,20,共2页
碳化铬是一种新兴的耐磨材料,广泛应用于航空零件的耐磨涂层,但是由于碳化铬涂层硬度高,脆性大很难被除磨加工以外的其它方法加工。但是采用金刚石刀具进行车加工也是可行的,通过优化程序,并调试切削参数,车加工碳化铬涂层完全满足设计... 碳化铬是一种新兴的耐磨材料,广泛应用于航空零件的耐磨涂层,但是由于碳化铬涂层硬度高,脆性大很难被除磨加工以外的其它方法加工。但是采用金刚石刀具进行车加工也是可行的,通过优化程序,并调试切削参数,车加工碳化铬涂层完全满足设计要求,而且合格率,效率也非常好。 展开更多
关键词 碳化铬 涂层 金刚石 车削
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环形曲面的制造误差分析及其精加工方法研究
17
作者 周梦熊 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 1992年第3期34-38,59,共6页
对地观测卫星的结构系统中,对具有圆发生线的环形曲面提出了高的尺寸及形状精度要求。用传统方法制造,零件产生了不容忽视的误差,于是,引发了对发生线为圆、椭圆、双曲线、抛物线等的环形曲面的制造误差的分析与其精加工方法的研究。以... 对地观测卫星的结构系统中,对具有圆发生线的环形曲面提出了高的尺寸及形状精度要求。用传统方法制造,零件产生了不容忽视的误差,于是,引发了对发生线为圆、椭圆、双曲线、抛物线等的环形曲面的制造误差的分析与其精加工方法的研究。以此为目的,本文建立了此类零件制造误差的分析方法以及确定误差数值的公式;建立了各类环形曲面的数学表达式,为消除刀具切削刃引起的误差,确定了刀具切削刃轮廓曲线的数学表达式;通过计算机立体图解,充分验证了所得数学表达式的正确性。由此,使此类零件的精加工误差有效地控制在0.01mm范围内,并为实现CAD-CAM一体化施工开辟了新的途径。 展开更多
关键词 环形曲面 制造误差 误差分析
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超细长空心活塞杆高速车削加工
18
作者 赵文军 常菲 +1 位作者 董彦萍 张建强 《航天制造技术》 2011年第1期53-54,57,共3页
介绍了长径比接近80∶1的超细长空心杆(活塞杆)的结构特点和加工难点。从理论联系实际的角度出发,分析了细长空心杆车削过程中容易出现的各种缺陷的产生原因,并提出针对性的措施以及提高生产效率的途径。
关键词 超细长空心杆 车削 加工
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浅谈圆周石墨密封环的精车加工
19
作者 曹乐 于凤丽 靳兆凤 《科技信息》 2010年第8期I0101-I0101,共1页
本文阐述了的圆周石墨密封环的精车加工的工序、车刀刀具、切削参数的选择。
关键词 圆周石墨密封环 扇形段 参数 锐边
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超高强度钢薄壁件车削变形控制 被引量:4
20
作者 曲中兴 张立武 《航天制造技术》 2008年第5期1-5,共5页
结合固体火箭发动机超高强度钢薄壁壳体的特点,分析了其在切削加工过程中产生变形的影响因素;重点分析了工件的装夹、切削力、切削温度对加工精度的影响;介绍了应用有限元分析软件研究超高强度薄壁零件变形的基本方法;提出了控制薄壁零... 结合固体火箭发动机超高强度钢薄壁壳体的特点,分析了其在切削加工过程中产生变形的影响因素;重点分析了工件的装夹、切削力、切削温度对加工精度的影响;介绍了应用有限元分析软件研究超高强度薄壁零件变形的基本方法;提出了控制薄壁零件加工变形的方法,即合理选择夹具及装夹方式、刀具的正确选择、减小切削热的影响、合理选择切削用量以及减小切削力等措施。 展开更多
关键词 超高强度钢 薄壁件 变形 有限元分析 加工精度
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