航空薄壁零件切削加工技术研究进展
李忠群1,2,丁鹏1,杨雨1,欧阳芷楠1,曾朝朋1 (1.湖南工业大学;2.北京航空航天大学江西研究院)
摘要:航空薄壁零件的加工精度和效率直接影响飞机的性能和可靠性。本文系统综述了航空薄壁零件切削加工技术,包括夹具技术、加工变形预测与控制方法、颤振预测与控制技术,以及数字孪生技术应用等多个方面。夹具技术详细研究了各种夹具的操作模式、结构特点、功能与应用等方面。变形预测与控制分析了薄壁件加工变形原因,并介绍了相关的控制技术和方法。颤振预测与控制探讨了切削过程稳定性分析技术和颤振控制技术,包括在线监测与识别、主动与被动控制技术和方法。数字孪生技术的应用部分介绍了该技术在薄壁件加工中的实际应用情况。通过对航空薄壁零件加工技术的系统综述,全面深入地介绍了相关内容,可为学者们的研究提供参考与指导。
关键词:航空薄壁零件;变形预测与控制;颤振;数字孪生;夹具
目录介绍
1 面向航空薄壁零件切削加工的夹具技术
1.1 夹具作用
1.2 夹具分类
1.2.1 机械式夹具
(1)定制夹具
(2)柔性夹具
(3)真空吸附夹具
(4)可重构夹具
(5)随行夹具
1.2.2 相变材料夹具
(1)真实相变材料夹具
(2)伪相变材料(PPCM)夹具
1.2.3 机械-相变材料复合夹具
1.3 新一代夹具系统
1.3.1 柔性夹具
1.3.2 智能夹具系统
2 航空薄壁零件加工变形预测与控制
2.1 加工变形影响因素
(1)工件材料特性
(2)夹具预紧力
(3)切削力和切削热
(4)残余应力
(5)加工策略与走刀轨迹
2.2 加工变形预测
(1)弹性变形预测
(2)残余应力变形预测
2.3 加工变形控制
(1)装夹布局优化
(2)走刀路径优化
(3)高速切削技术
(4)误差补偿技术
3 航空薄壁零件切削稳定性分析与颤振抑制
3.1 切削稳定性分析
3.2 工艺系统优化
3.3 颤振在线监测与主动控制
3.3.1 颤振在线监测
3.3.2 颤振主动控制
4 数字孪生技术在航空薄壁零件加工中的应用
4.1 使能技术
(1)传感技术
(2)数据整合和处理技术
(3)实时通信和网络技术
(4)物理建模与仿真技术
(5)认知和控制技术
(6)可视化与界面技术
4.2 面向加工过程的数字孪生通用框架
4.3 加工过程监控与优化
4.3.1 加工过程监控
4.3.2 加工过程优化
4.4 薄壁零件测量、质量控制与评价
5 结论
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