基于力-热耦合仿真模型的切削引入残余应力形成规律研究

金属切削加工方式是多因素多物理场耦合、涉及材料大变形、高度非线性的减材加工过程,为了实现切削加工过程的数字化、信息化、智能化,本文研究了切削材料的本构模型,利用AdvantEdge和Abaqus建立了切削过程的力-热耦合数值仿真分析模型,利用切削试验验证了有限元模型的正确性、可靠性,通过正交试验分析了主轴转速、切削速度、铣削深度、铣削宽度4个因素对切削力、表面温度、表面残余应力的影响。结果表明,切削开始时切削部位温度急剧升高导致切削表面产生剧烈的热-弹塑性变形,这是引起残余应力生产的主要原因,针对固溶处理与时效处理后的7050铝合金厚板,发现切削速度对表面残余应力的影响最大,得到了其表面残余应力最小的切削参数分别为:进给速度为1200mm/min,铣削深度为0.5mm,铣削宽度为12mm,主轴转速为4000r/min。本文为7050铝合金薄壁结构零件在切削加工中表面残余应力的分析提供了一种新方法,为航空航天领域的薄壁结构零件的高精度制造提供了理论基础。

区块链下航空供应商质量数据管理平台设计

为解决传统航空供应链管理存在的制造过程数据信息不明和监管不足等问题,设计区块链下供应商质量数据管理平台。结合生产车间检测业务阐述制造数据获取、归集、上链和应用的运行机制。提出针对航空供应商质量数据的全流程管理方案,涵盖数据的源头采集、质量数据融合与结构化、数据存储及响应和数据识别和溯源等关键技术。依托某航空产业园区对供方数据进行平台应用实践,提出数据管理可视化设计和基于数据应用的工序过程控制方案。通过应用实例验证了所提质量数据管理平台设计的可行性和实用性。

基于残余应力重分布的导轨梁加工变形仿真与变形控制工艺方案研究

为解决大型薄壁铸件导轨梁在材料去除过程中因残余应力的释放与重分布导致变形超差的工艺难题,对导轨梁零件加工工艺进行分析,实现零件模型的简化与子结构分割;同时开展零件毛坯表面残余应力测量,成功建立零件毛坯初始应力模型。在此基础上结合实际加工工艺开展零件加工有限元仿真,模拟加工过程中由于材料去除引起的残余应力释放,预测了加工过程中残余应力重分布规律和加工变形情况。总结了零件加工变形的有限元仿真结果,提出抑制零件加工变形的工艺方案。经验证,改进后的工艺顺序使零件最大变形量由0.485 mm降至0.081 mm,降低83.3%,避免了零件在加工过程中的尺寸超差。同时该平面作为后续加工的基准,保证了后续加工的精度,为生产工艺优化提供了有效的理论依据。

外涵对开机匣精密高效加工工艺研究

机匣的加工质量对航空发动机制造和使用性能极为重要,其中对开机匣由于自身的分割式结构导致其加工工序繁冗,加工质量难以控制。本文以高精度、高效率两项优化指标为重点对对开机匣加工工艺流程展开研究,结合材料特点及结构特点总结分析钛合金外涵对开机匣的加工难点,针对重点加工难点设计工艺方案,包含高精度加工设备的选择、各工序工装夹具的选择及刀具选择与工艺参数的设定等。在此基础上重点关注特征复杂的机匣外型面铣削加工过程,对其加工区域进行划分,完成不同工序铣削方式及数控走刀路线的确定,最终对切削过程进行模拟仿真,获得完备细化的加工工艺流程。经实际零件加工验证,优化后的工艺在加工精度和加工效率方面都有所提升。本文从工艺路线及切削参数等方面进行研究,有效减小了零件加工变形,获得外涵对开机匣加工的精密高效加工方法,为大型环形对开薄壁零件的加工提供一定的经验。

基于切削任务的切削数据库系统研究

切削数据库技术已成为切削加工数据管理的重要手段。对现有切削数据库系统的发展和不足进行分析,根据实际切削加工的真实需求确定了系统主要功能和整体业务流程;在建立的切削数据多维描述模型和编码规则下,使用B/S网络结构和MySQL管理软件完成切削数据库系统的搭建;利用数据交换接口实现数据库系统与刀具管理平台的集成,并提出了基于粒子群算法的多目标优化方法,促进了切削数据的高效管理和应用。

叶轮用锥球头减振铣刀设计与应用验证

为解决航空发动机整体叶轮加工颤振问题,开展叶轮模态仿真分析,获得叶轮固有频率和振型。基于模态仿真分析结果和叶轮几何特征,利用切削物理仿真分析手段优化设计3种叶轮用锥球头减振铣刀,最后采用等效零件法来评价减振刀具的减振效果,实现叶轮被动减振刀具的低成本快速开发。