数控加工变形控制课件

数控加工变形控制策略数控加工变形控制策略1目录1引言2影响数控加工变形原因3数控加工变形控制关键技术4工件残余应力稳定化处理5增强工件加工过程刚性6数控编程及切削参数优化技术7装夹系统优化技术8高速切削技术9物理仿真技术10加工后校形技术目录21、引言数控加工技术已经成为航空航天产品制造的关键技术之一。航空航天产品中有大量金属薄壁件,并向重量轻、精度高、结构复杂方向发展,例如飞机壁板肋、梁、框、缘条、长绗以及座舱盖骨架等;而金属薄壁件的加工中存在装夹困难、容易变形、加工精度难以保证等问题,故金属薄壁件的加工工艺技术成为难点。如何使其加工工艺变得简单化、较好地控制变形,并高效率、高质量、低成本完成加工,成为数控加工工艺技术发展的一个重点。1、引言32、影响数控加工变形原因机床刀县夹紧力系统刚性夹紧系位置控制精度刚度何精度几何角度定位精度材料切肖参数洁构待点其它随机初始应力切削路径工件其影响数控加工变形原因分析2、影响数控加工变形原因43、数控加工变形控制关键技术工件残余应力稳定化处理技术数控编程及切削参数优化技术数控加工装夹系统优化技术变形控制增强工件加工过程刚性技术关键技术物理仿真与变形误差补偿技术数控高速加工技术加工后校形技术3、数控加工变形控制关键技术54、工件残余应力稳定化处理预拉伸处理自然时效冷锻处理稳定化处理人工热时效振动时效冷热循环时效4、工件残余应力稳定化处理64.1预拉伸型材对于无纤维流向要求的零件和大多数有纤维流向要求的零件均可改为预拉伸板材加工,但材料成本有所增加。由于板材内部残余应力较小,切削加工引起的残余应力失衡不会引起明显变形。目前数控加工的飞机整体壁板、整体梁、整体肋、复杂缘条、大型接头等各类大型铝合金结构件中已大量采取预拉伸板材,例如7050T7451;必须注意材料状态最后一位为“时,不允许再进行人工时效处理4.1预拉伸型材742坯料冷镦及校平工艺如果翼类件采用的是铝合金材料锻件坯块,采用独特的“冷镦”工艺,即锻打锻件坯块的两面,使其坯块在厚度方向上减薄5%~8%,使锻件毛坯产生预紧压应力,对减少工件加工变形效果明显。如果采用的是板料,经过下料加工后难免产生变形,可将板料放在平的橡胶或木墩上,用胶皮鎯头进行局部校形,或用橡胶板对板料反复翻面进行拍打。这些方法对于翼类件加工前毛坯的准备十分必要。42坯料冷镦及校平工艺843振动时效振动时效在国外称VSR(ibratoryStressRelief),振动时效对于消除、均化和减小金属构件的残余应力,提高工件抗动载荷变形能力,稳定构件尺寸精度有比较好的效果。目前针对重量较轻的薄壁零件,多采用智能型多级振动时效工艺和超声振动工艺。图50卡具如速度计橡胶垫橡胶垫43振动时效9采用铝合金VSR多级振动时效消除应力工艺技术,匀化和消除铸铝件材料内应力和切削加工产生的内应力,稳定工件尺寸精度,缩短加工周期。振动时效的实质是以共振的形式给工件施加附加动应力,当附加动应力与残余应力叠加后,达到或超过材料的屈服极限时,工件发生微观或宏观塑性变形,从而降低和均化工件内部的残余应力,并使其尺寸精度达到稳定。多级振动时效技术是在传统振动时效技术的基础上,自动捕捉工件3~5个亚共振频率,更彻底消除和均化工件内部残余应力,特别是对重量较轻的工件,多级振动时效技术尤其适合。采用铝合金VSR多级振动时效消除应力工艺技术,10数控加工变形控制课件11数控加工变形控制课件12数控加工变形控制课件13数控加工变形控制课件14数控加工变形控制课件15数控加工变形控制课件16数控加工变形控制课件17数控加工变形控制课件18数控加工变形控制课件19数控加工变形控制课件20数控加工变形控制课件21数控加工变形控制课件22数控加工变形控制课件23数控加工变形控制课件24数控加工变形控制课件25数控加工变形控制课件26数控加工变形控制课件27数控加工变形控制课件28数控加工变形控制课件29数控加工变形控制课件30数控加工变形控制课件31数控加工变形控制课件32数控加工变形控制课件33数控加工变形控制课件34数控加工变形控制课件35数控加工变形控制课件36数控加工变形控制课件37数控加工变形控制课件38数控加工变形控制课件39数控加工变形控制课件40数控加工变形控制课件41数控加工变形控制课件42数控加工变形控制课件43数控加工变形控制课件44数控加工变形控制课件45数控加工变形控制课件46数控加工变形控制课件47数控加工变形控制课件48数控加工变形控制课件49数控加工变形控制课件50数控加工变形控制课件51数控加工变形控制课件52数控加工变形控制课件53数控加工变形控制课件54数控加工变形控制课件55数控加工变形控制课件56数控加工变形控制课件57数控加工变形控制策略数控加工变形控制策略58目录1引言2影响数控加工变形原因3数控加工变形控制关键技术4工件残余应力稳定化处理5增强工件加工过程刚性6数控编程及切削参数优化技术7装夹系统优化技术8高速切削技术9物理仿真技术10加工后校形技术目录591、引言数控加工技术已经成为航空航天产品制造的关键技术之一。航空航天产品中有大量金属薄壁件,并向重量轻、精度高、结构复杂方向发展,例如飞机壁板肋、梁、框、缘条、长绗以及座舱盖骨架等;而金属薄壁件的加工中存在装夹困难、容易变形、加工精度难以保证等问题,故金属薄壁件的加工工艺技术成为难点。如何使其加工工艺变得简单化、较好地控制变形,并高效率、高质量、低成本完成加工,成为数控加工工艺技术发展的一个重点。1、引言602、影响数控加工变形原因机床刀县夹紧力系统刚性夹紧系位置控制精度刚度何精度几何角度定位精度材料切肖参数洁构待点其它随机初始应力切削路径工件其影响数控加工变形原因分析2、影响数控加工变形原因613、数控加工变形控制关键技术工件残余应力稳定化处理技术数控编程及切削参数优化技术数控加工装夹系统优化技术变形控制增强工件加工过程刚性技术关键技术物理仿真与变形误差补偿技术数控高速加工技术加工后校形技术3、数控加工变形控制关键技术624、工件残余应力稳定化处理预拉伸处理自然时效冷锻处理稳定化处理人工热时效振动时效冷热循环时效4、工件残余应力稳定化处理634.1预拉伸型材对于无纤维流向要求的零件和大多数有纤维流向要求的零件均可改为预拉伸板材加工,但材料成本有所增加。由于板材内部残余应力较小,切削加工引起的残余应力失衡不会引起明显变形。目前数控加工的飞机整体壁板、整体梁、整体肋、复杂缘条、大型接头等各类大型铝合金结构件中已大量采取预拉伸板材,例如7050T7451;必须注意材料状态最后一位为“时,不允许再进行人工时效处理4.1预拉伸型材6442坯料冷镦及校平工艺如果翼类件采用的是铝合金材料锻件坯块,采用独特的“冷镦”工艺,即锻打锻件坯块的两面,使其坯块在厚度方向上减薄5%~8%,使锻件毛坯产生预紧压应力,对减少工件加工变形效果明显。如果采用的是板料,经过下料加工后难免产生变形,可将板料放在平的橡胶或木墩上,用胶皮鎯头进行局部校形,或用橡胶板对板料反复翻面进行拍打。这些方法对于翼类件加工前毛坯的准备十分必要。42坯料冷镦及校平工艺6543振动时效振动时效在国外称VSR(ibratoryStressRelief),振动时效对于消除、均化和减小金属构件的残余应力,提高工件抗动载荷变形能力,稳定构件尺寸精度有比较好的效果。目前针对重量较轻的薄壁零件,多采用智能型多级振动时效工艺和超声振动工艺。图50卡具如速度计橡胶垫橡胶垫43振动时效66采用铝合金VSR多级振动时效消除应力工艺技术,匀化和消除铸铝件材料内应力和切削加工产生的内应力,稳定工件尺寸精度,缩短加工周期。振动时效的实质是以共振的形式给工件施加附加动应力,当附加动应力与残余应力叠加后,达到或超过材料的屈服极限时,工件发生微观或宏观塑性变形,从而降低和均化工件内部的残余应力,并使其尺寸精度达到稳定。多级振动时效技术是在传统振动时效技术的基础上,自动捕捉工件3~5个亚共振频率,更彻底消除和均化工件内部残余应力,特别是对重量较轻的工件,多级振动时效技术尤其适合。采用铝合金VSR多级振动时效消除应力工艺技术,67数控加工变形控制课件68数控加工变形控制课件69数控加工变形控制课件70数控加工变形控制课件71数控加工变形控制课件72数控加工变形控制课件73数控加工变形控制课件74数控加工变形控制课件75数控加工变形控制课件76数控加工变形控制课件77数控加工变形控制课件78数控加工变形控制课件79数控加工变形控制课件80数控加工变形控制课件81数控加工变形控制课件82数控加工变形控制课件83数控加工变形控制课件84数控加工变形控制课件85数控加工变形控制课件86数控加工变形控制课件87数控加工变形控制课件88数控加工变形控制课件89数控加工变形控制课件90数控加工变形控制课件91数控加工变形控制课件92数控加工变形控制课件93数控加工变形控制课件94数控加工变形控制课件95数控加工变形控制课件96数控加工变形控制课件97数控加工变形控制课件98数控加工变形控制课件99数控加工变