辅助支撑对航空接头薄壁件加工变形的控制

针对航空接头薄壁件存在的加工变形问题,提出了辅助支撑提高工件刚度的方法,实现对航空接头类薄壁件加工变形的控制。运用有限元法,在有、无辅助支撑的两种情况下,对典型接头薄壁件铣削加工过程进行模拟仿真,并获得加工后零件的变形数据。通过对比得知辅助支撑能够有效的改善薄壁件的加工变形,对进一步研究航空接头类薄壁件铣削加工变形具有指导意义。

基于遗传算法的接头类薄壁件装夹布局优化设计

以接头类薄壁件为研究对象,针对其在铣削加工中装夹位置的优化设计进行研究。利用UG对四刃立铣刀和零件进行了三维建模。通过有限元分析软件ABAQUS,对不同装夹位置对接头结构件变形的影响进行了模拟。以平均变形量最小为目的,基于MATLAB遗传算法对装夹位置进行了优化计算,确定了最优装夹位置。为航空接头结构件铣削加工中装夹位置对变形的控制提供了有效的方法。

多点柔性工装装夹布局优化研究

薄壁件在多点柔性工装系统定位和支撑作用下,支撑单元布局对其加工变形的影响尤为明显。为此,结合有限元技术、正交实验理论和多元非线性回归的方法,提出以支撑单元的布局为设计参数,建立以薄壁件的最大变形和平均变形为指标的加工变形预测模型。为了简化计算,采用加权的方法将多目标预测模型转化为单目标预测模型,进一步以该单目标预测模型为目标函数,采用全局寻优能力较强的遗传算法进行优化计算,得到理论最优的装夹布局。实验结果表明:多点柔性工装系统的装夹布局与薄壁件的加工变形确实有非线性回归关系,且通过遗传算法得到的最优装夹布局,经过加工分析其最大变形量和平均变形量分别比均匀分布布局降低了53.0%和54.4%,比正交实验最低降低了19.0%和8.9%。

基于ABAQUS的多点柔性工装系统装夹优化研究

为解决多点柔性工装系统在薄壁件装夹过程中采用密集支撑占用较多资源和调配时间问题,运用有限元法研究了工件在自重和吸附装置吸附力作用下基本体单元的布局优化方法,总结出基本体单元的阵列布局越密集整体变形量越小,且在第7次优化(布局)之后变形波动幅度小于5%;对其中的最优布局(布局)研究了基本体单元间距对整体加工变形的影响,得出间距越大对加工变形控制越有利。研究结果为更有效的解决柔性工装系统基本体单元分布的优化问题和加工变形控制提供了依据。

遗传算法优化刀具角度对加工变形控制的研究

针对航空钛合金薄壁件的铣削变形问题,采用钛合金专用铣刀对该零件进行模拟加工(ABAQUS软件)和实际加工,验证了有限元分析模型的有效性的同时得出关键路径的平均变形量;借助遗传算法以铣削力预测模型为目标函数,对铣刀几何角度进行优化,得到理论最优刀具几何角度γ=6°、α=16°、β=44°,采用最优几何角度的铣刀模拟加工工件获得的平均变形量更小。结果表明,遗传算法在优化铣刀角度方面是一种有效的方法,依据此方法能够制定出较为合理的刀具几何角度组合以控制薄壁件的加工变形。

薄壁件多点柔性加工变形的分析和控制研究

针对开发薄壁件多点柔性工装系统的需求,研究薄壁件多点柔性铣削加工中的变形问题,运用有限元软件ABAQUS对零件的实际加工过程进行模拟仿真。多点柔性工装系统采用布局,分析吸盘边距和吸盘真空度对薄壁件加工变形的影响。通过改变A、B、C三组吸盘的真空度建立三因素四水平正交试验,总结出A、B、C三组吸盘分别调整真空度至-0.5bar、-0.8bar、-0.5bar能够获得更小的平均变形量,对多点柔性工装系统控制薄壁件的加工变形方面给出了建议。

基于ABAQUS的薄壁件多点柔性加工变形分析

运用有限元软件ABAQUS对薄壁件的实际加工过程进行了模拟三维仿真,研究了多点柔性工装系统支撑单元的密度、间距和吸附装置吸附力对薄壁件加工变形的影响。总结出3种因素对加工变形的影响规律以及为减少占用较多资源和调配时间最优的装夹布局,对多点柔性工装系统控制薄壁件的加工变形问题给出了建议。

基于多元非线性回归的刀具几何参数优化

精密铣削航空接头类薄壁件过程中,硬质合金刀具几何参数(前角、后角和螺旋角)对加工变形有显著影响。采用L25(36)正交实验,运用有限元的方法对25组实验进行铣削加工,获得了变形量与刀具几何参数之间的关系数据,并验证了模型的有效性。运用多元非线性回归技术建立变形量单目标优化数学模型,通过相关性和显著性检验证明模型的可行性。采用遗传算法,以薄壁件的加工变形为目标函数对铣刀几何参数进行优化,最终获得了加工变形量最小时的最优几何参数值。结果表明:所选几何参数与变形量确实有非线性回归关系,且优化后的几何参数组合所对应的变形量比正交实验最小变形量降低了15%。

接头薄壁件铣削加工刀具角度的优选

针对航空接头薄壁件的铣削变形问题,通过改变铣刀的工艺角度建立三因素五水平的正交实验,应用ABAQUS建立工件的有限元模型,并对该零件进行模拟加工和实验结果分析,获得最优的铣刀工艺角度组合:γ=8°、α=5°、β=63°。采用该最优刀具角度加工工件得到的变形量低于正交实验最小变形量。选取一组仿真值进行实际加工,验证了有限元分析模型的有效性,证明该方法是控制薄壁件加工变形的一种有效方法。

遗传算法在薄壁件装夹位置优化中的应用

针对航空接头类薄壁件,采用遗传算法和有限元法相结合的优化方法,提出以加工过程中零件平均应力最小为目标函数,建立工件装夹优化模型。该方法优化后所得平均应力与实验所得数据基本一致,验证了这是一种有效的夹具装夹优化方法,对改善加工变形提供了可靠依据。