薄壁舱体零件加工变形分析与精车夹具设计

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1、学校代码10530学号201107660192分类号TH122密级硕士学位论文薄壁舱体零件加工变形分析与精车夹具设计学位申请人谭晓芳指导教师马秋成教授杨建贺高工学院名称机械工程学院学科专业机械工程研究方向数字化设计与制造二〇一五年十一月二十日AnalysisofMachiningDeformationforThin-wallPartsandDesignofFixtureforFinishingTurningCandidateTanXiaofangSupervisorandRankProf.MaQiuchengProf.YangJanheCollegeSchoolofMechanical

2、EngineeringProgramMechanicalEngineeringSpecializationDigitalDesignandManufacturingDegreeMasterofEngineeringinMechanicalEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateNovember20th,2015湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的

3、个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。＂作者签名：日期：年日／言月ｇ学位论文版权使用授枚书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期；訓２月义日ＪＴ年＇＂＾日导师签名日期：＞／ｆ年月湘潭大学硕士学位论文摘要铝合金材料以其比重小和优异的机械性能在

4、轻量化设计中被广泛应用。特别是在国防科技工业中，铝合金常作为结构件的机体材料，如飞行器的舱体常用铝合金材料并设计成薄壁结构以减轻重量。但对于由铝合金制成的薄壁零件，因机体壁薄刚性较差，在加工过程中容易产生变形，从而影响零件的制造精度。因此，如何减少薄壁零件加工时的受力变形，提高其加工精度对提升产品的整体性能便具有了重要意义。本文针对某航空飞行器舱体零件，采用理论分析、有限元仿真与试验相结合的方法，研究其在加工过程中的夹紧变形及其控制方法，取得了一定的成果，其主要研究内容如下：1.薄壁舱体零件加工变形的工艺分析。基于舱体零件的结构特点和技术要求，从产品结构工艺性、表面加工方法和加工顺序安

5、排等方面，对薄壁舱体零件关键技术参数的控制，进行了详细的工艺分析，获得了可行的工艺解决方案。2.设计了一种精车外圆的大型涨簧定位夹紧装置。在分析薄壁舱体零件加工变形的基础上，根据其精车外圆工序的技术要求，设计了一种三锥同体的大型涨簧定位夹紧装置，并对夹具定位方案进行了误差分析，同时对夹紧力和切削力进行了理论计算，完成了夹具的结构设计。3.基于ABAQUS软件，对薄壁舱体零件装夹状态三维接触问题进行了有限元分析，建立了舱体零件装夹状态的有限元分析模型，获得了舱体零件在夹紧状态下的应力应变云图，以及活动锥体的偏移量与薄壁零件变形量的对应关系。4.基于CK7525数控车床，编制了数控加工程序

6、，采用所研制大型涨簧定位夹紧装置，对薄壁舱体的精车工序进行了加工实验。所加工的舱体零件，经检测，各项技术参数均满足工艺要求，达到了预期研究目标。本文在薄壁舱体的加工变形控制方面，为薄壁零件的加工提供了可借鉴的工艺方法。关键词：铝质薄壁零件；加工变形；夹具设计；ABAQUS；工艺试验I湘潭大学硕士学位论文AbstractAluminumalloymaterialiswidelyusedinlightweightdesignbecauseofitscharacteroflightweightandnicemechanicalproperties.Manystructuralmembersa

7、doptaluminumalloyascylinderbodymaterial,especiallyindefensescienceandtechnologyindustry.Forinstance,theAircraftcabinusedtobedesignedinthin-wallstructurewithaluminumalloymaterialinordertolowerweight.Butthosethin-wallpartsaree