薄壁件反向分段加工變形控制技術(shù)研究

郝清龍，楊 騫，蘇 帥，吳宇鵬，董子健

(1.北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院，北京 100191；2.中國(guó)航空規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京 100120)

0 引言

作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的核心零件，發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的制造精度和質(zhì)量對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和壽命有著顯著的影響[1]。航發(fā)葉片多為薄壁件，其壁厚薄、剛性差，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在切削加工過程中極易出現(xiàn)變形和顫振等一系列問題導(dǎo)致葉片超差[2]。為了保證葉片等薄壁件的加工精度，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在葉片裝夾、加工工藝優(yōu)化、變形預(yù)測(cè)等方面對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等薄壁件的變形控制開展了一系列的探索研究，并且取得了一定的成果。

對(duì)于彈性變形，主要是由于工件壁厚薄，剛性差導(dǎo)致的。因此，最直接最簡(jiǎn)單的控制方法就是通過引入過定位裝夾，間接提高葉片的剛性，這也是目前降低彈性變形的主要研究方向。陳嬋娟、劉維偉、李繼博等[3-5]對(duì)葉片雙端夾持方法進(jìn)行了研究，并在工件加工變形控制方面取得了一定效果。LOW、HAO等[6-7]針對(duì)薄板件裝夾提出了“∞-∞-∞”非線性定位以及6+X定位等過定位裝夾方法，大大提高了薄壁件的加工精度。過定位裝夾能夠提高工件剛度，對(duì)于降低彈性讓刀變形效果顯著。但是，過定位裝夾使加工殘余應(yīng)力難以釋放。兩端加持去除后，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)已加工合格的工件因應(yīng)力釋放發(fā)生變形。因此，眾多學(xué)者嘗試多種方法對(duì)殘余應(yīng)力變形進(jìn)行預(yù)測(cè)、控制，實(shí)現(xiàn)葉片的高精度加工。

HUANG等[8]研究了初始?xì)堄鄳?yīng)力和加工殘余應(yīng)力對(duì)鋁合金薄板件變形影響規(guī)律，指出加工殘余應(yīng)力是影響變形的主要因素。……