摘要
航空结构件在加工过程中,由于毛坯内应力的释放往往导致航空结构件变形超差,甚至报废,因此研究航空结构件的加工变形控制具有重要意义。本文以实际生产中的开槽法为基础,建立了开槽法的数值模型,分析了开槽应力释放与变形释放的关系,并基于铝合金预拉伸板典型的内应力分布,以最佳变形释放量为目标,研究了的开槽参数的优化方法,并进行了试验验证。具体研究内容如下: 1.通过切削加工试验验证了毛坯内应力释放能够使得零件发生加工变形,指出虽然毛坯材料逐渐切除使得内应力被逐渐释放,但是所产生的加工变形并非逐渐增大。 2.对开槽法内应力释放进行了理论分析,通过建立数值模型对分析了开槽应力释放与变形释放的关系,并以开槽的宽度、深度和位置等参数为变量建立了开槽参数与变形释放量的几何模型,得到了开槽法释放弯曲变形的挠度表达式。 3.提出了基于开槽法的加工变形控制思路,以未优化前的零件加工变形量为最佳变形释放量为目标,研究了的开槽参数的优化方法。通过有限元的仿真验证了采用优化后的开槽参数控制零件加工变形的效果。 4.针对某框结构件,测量了其毛坯板铝合金6061T651的内应力分布,借助数值模拟确定了最优开槽参数。利用最优参数开槽并加工了实际零件,其变形远小于未采取优化措施的零件变形,变形未超差,说明通过优化开槽参数可以有效抑制零件加上变形。
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