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隨著現代科學技術的迅猛發(fā)展，各行業(yè)、各部門對產品精度提出了越來越高的要求.在機械制造業(yè)，傳統(tǒng)工藝規(guī)程的制定大都建立在經驗或實驗的基礎上，產品質量的提高很難實現質的飛躍。要提高產品的整體制造精度，除了需要滿足一定的硬件要求外，必須將工藝規(guī)程的制定建立在科學計算的基礎上，使工藝由經驗設計逐漸走向定量分析，加工工藝由技藝發(fā)展成為工程科學。隨著計算機技術和有限技術的發(fā)展，對加工過程的關鍵環(huán)節(jié)進行有限元分析仿真計算成為可能。在航空工業(yè)，薄壁零件和整體結構件加工變形的控制與加工質量的提高長期得不到有效解決，針對薄壁零件和整體結構件產生加工變形的主要工藝環(huán)節(jié)，采用有限元技術進行分析計算。通過對工件制造過程的有限元仿真分析，對工件的加工質量進行預測，以便采取相應的工藝措施，提高其制造精度。
由于薄壁零件剛度較差，在切削加工時，由于存在切削力作用，會產生“讓刀現象”，數控加工時，即使刀具完全準確地按零件設計輪廓走刀，也會產生上厚、小薄、尺寸超差現象。目前，生產中常用的方法是在精加工中最后1次走刀后，無進給光切幾次。該法雖然能夠將大部分殘余材料除掉，但這樣坐會大大增加加工工時，且加工表面粗糙、生產效率低下。利用有限元技術與數控加工技術結合，可有效解決傳統(tǒng)制造方法無法克服的這一制造難題。
分析切削力引起薄壁結構零件加工變形的有限元模型，采用功能強大的有限元軟件ANSYS進行計算。工件為壁厚8 mm的框類零件，工件材料為7A04鋁合金，該材料的彈性模量為73 GPa，泊松比為0.3，圖中A，B兩條曲線分別對應著加工刀具位于圖中的A，B位置時，因垂直于壁厚方向的569 N的切削分力引起沿走刀方向各節(jié)點的變形位移量δ，變形的量值是垂直于壁厚方向的。由圖看出，切削力引起薄壁結構零件加工變形是非常明顯的，且刀具所在切削位置處工件的變形量最大.由于受工件結構影響，不同位置處工件的剛度不同，即使在相同大小切削力作用下，不同的刀具切削位置引起的工件最大變形量也是不同的，切削力引起各節(jié)點變形量是隨加工過程的進行動態(tài)變化的。
在實際的切削加工過程中，如果不對圖所示因切削力引起的加工變形進行補償，則當刀具移走后，這部分變形量必然按照一定的比例回彈，形成加工誤差。傳統(tǒng)的數控加工編程是按工件與刀具幾何純剛性進行的，沒有考慮到由于存在切削力、被加工材料的性能等物理、力學等各種因素引起材料變形。為提高工件的制造精度，所以在數控加工的過程中，必須對切削力引起工件變形進行補償，為達到這一目的，可根據上述有限元的計算結果，通過修改原有的刀位文件，獲得經過補償了的刀位文件，形成滿足制造精度要求的新的走刀路徑。
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