航空結(jié)構(gòu)件銑削變形及其控制研究進(jìn)展*

趙明偉，岳彩旭，陳志濤，張俊濤，劉獻(xiàn)禮

（1.哈爾濱理工大學(xué)，哈爾濱 150080；2.先進(jìn)制造智能化技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱 150080）

航空結(jié)構(gòu)件因其輕質(zhì)、比強(qiáng)度高、空間結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)良特性，在新一代航空航天飛行器中得到廣泛應(yīng)用，如整體框架、整體壁板與大型框梁等薄壁零件，其去除材料加工方式多以銑削為主。由于航空結(jié)構(gòu)件加工過(guò)程中材料去除率高，成形后結(jié)構(gòu)件的相對(duì)剛度降低，在加工時(shí)易出現(xiàn)切削振動(dòng)和彈性變形，無(wú)法保證工件尺寸精度和表面質(zhì)量，從而影響結(jié)構(gòu)件的加工效率和制造成本[1-2]，而且航空結(jié)構(gòu)件在材料去除過(guò)程中受到切削力、切削熱等因素的作用極易產(chǎn)生加工變形[3-4]。同時(shí)由于鈦合金、高溫合金及復(fù)合材料等難加工材料的彈性模量小、比強(qiáng)度高，在加工過(guò)程中易發(fā)生彈性回彈，變形問(wèn)題更加突出，使得控制變形成為關(guān)鍵性問(wèn)題。航空結(jié)構(gòu)件在加工過(guò)程中出現(xiàn)的變形，是直接影響結(jié)構(gòu)件加工精度、加工質(zhì)量以及生產(chǎn)效率的重要因素，因此，預(yù)測(cè)和控制航空結(jié)構(gòu)件加工變形的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究對(duì)航空結(jié)構(gòu)件分類及工藝特性進(jìn)行總結(jié)，分析了航空結(jié)構(gòu)件加工變形機(jī)理，并對(duì)薄壁件銑削力建模的研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié)，簡(jiǎn)述了現(xiàn)有航空結(jié)構(gòu)件銑削過(guò)程中加工變形的預(yù)測(cè)與控制方法。

1 分類

航空結(jié)構(gòu)件向整體化、薄壁化、結(jié)構(gòu)承載與功能綜合化等方向發(fā)展，因此大量采用整體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將傳統(tǒng)通過(guò)機(jī)械方式連接多個(gè)框段的形式改為單個(gè)整體式框架結(jié)構(gòu)，在保持結(jié)構(gòu)件剛度和強(qiáng)度的前提下，需要在結(jié)構(gòu)件中設(shè)計(jì)型腔、筋板與減輕孔等幾何結(jié)構(gòu)，減輕飛機(jī)的整機(jī)重量[5-7]。……