薄壁葉片精密數(shù)控加工變形分析與控制技術(shù)

1、 摘 要在航空航天工業(yè)中，數(shù)控銑削是薄壁零件加工的一種典型加工工藝，其中尤以高速銑削應(yīng)用最為廣泛。然而，由于這些結(jié)構(gòu)件的薄壁地剛度特征，實(shí)際加工過(guò)程中工件和道具變形引起的加工誤差嚴(yán)重影響著工件的加工精度及表面質(zhì)量，甚至造成零件的保費(fèi)。因而，研究薄壁銑削過(guò)程加工變形的預(yù)測(cè)及控制，對(duì)實(shí)現(xiàn)制造也中的加工工藝方案和加工參數(shù)的合理選取優(yōu)化既有重要意義。為此，本文以薄壁件側(cè)銑加工過(guò)程為研究對(duì)象綜合運(yùn)用怯薛基本原理、有限元數(shù)值模擬技術(shù)以及數(shù)控加工技術(shù)，對(duì)加工變形預(yù)測(cè)方法和補(bǔ)償策略進(jìn)行研究，具體工作包括：(1) 薄壁葉片的UG建模，和從UG 導(dǎo)入ANSYS軟件。(2) 建立劉文螺旋立銑刀銑削加工的力學(xué)模型。在

2、分析銑削加工特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，建立了銑削力系數(shù)與切削用量的多項(xiàng)式模型，并用四因素回歸正交實(shí)驗(yàn)法確定了模型常量。最后，用過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該力學(xué)模型的正確性。(3) 針對(duì)航空葉片側(cè)銑加工變形進(jìn)行了有限元數(shù)值模擬分析，提出了變形補(bǔ)償策略。在分析葉片曲面曲面特征的基礎(chǔ)上，運(yùn)用坐標(biāo)變換實(shí)現(xiàn)銑削力的計(jì)算及有限元模型的加載，得到了被加工表面的形狀誤差數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，有提出了利用變形模擬值修正刀軸適量補(bǔ)償葉片加工變形的刀軌優(yōu)化策略。綜上，本文的研究為解決薄壁件側(cè)銑加工的變形問(wèn)題提供了有效的誤差補(bǔ)償方法，為提高加工質(zhì)量、降低成本、提高機(jī)床的利用率提供了有效的途徑，同時(shí)為后續(xù)深入研究奠定了理論基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：UG建模；薄

3、壁葉輪；有限元分析；誤差補(bǔ)償ABSTRACT In the aerospace industry, CNC milling is thin a typical parts machining processing technology, especially the most widely used high speed milling. However, due to the characteristics of thin-walled structure to stiffness, the actual process of workpiece and props processing e

4、rror caused by deformation of the serious influence workpiece machining precision and surface quality, even cause components of the premium. Therefore, study machining deformation of thin-walled milling process to realize forecast and control, the manufacturing process scheme and processing paramete

5、rs optimized rational selection of both the important meaning. Therefore, this article takes the thin-walled package flank milling process for research object comprehensive use of timid uzziel basic principle, the finite element numerical simulation technology and nc machining technology, machining

6、deformation prediction method of study, compensatory strategies and concrete work include:Thin blade, and the UG modeling from UG import ANSYS software.Establish liu wen mill cutter milling spiral mechanical model. On the analysis of milling characteristics is established, on the basis of milling fo

7、rce coefficients of polynomial model with cutting dosages, with four factors regression orthogonal experimental method is used to determine the model constants. Finally, used experimental results verify the correctness of the mechanical model.On airline blade lateral milling machining deformation fi

8、nite element numerical simulation are analyzed, and the deformation compensation strategy. On the analysis of the characteristics of leaf surface based on the surface, using the coordinate transform realize milling force calculation and finite element model of loading, got processed surface shape er

9、ror data. On this basis, have proposed to use deformation simulation value fixed cutter axis machining deformation of adequate compensation blade knife rail optimization strategy.In conclusion, this research to solve the thin-wall pieces lateral milling machining deformation problems to provide effe

10、ctive error compensation methods, to improve machining quality, reduce cost, increase the utilization rate of machine tool provides an effective way for the follow-up thorough research, and laid a theoretical basis.Keywords: UG modeling; Thin-wall impeller; The finite element analysis; Error compens

11、ation.第一章 緒論1.1 論文研究的背景及意義 制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)，是高科技賴以產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)。它涉及到材料，力學(xué)，機(jī)械制造等多個(gè)學(xué)科，是高新技術(shù)最密集的領(lǐng)域之一。制造業(yè)水平往往能夠從一個(gè)側(cè)面反映一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的科學(xué)技術(shù)和工業(yè)化水平的高低。隨著航空航天領(lǐng)域日趨激烈的國(guó)際化競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)產(chǎn)品的性能也提出了更高的要求。就現(xiàn)代飛機(jī)，航天器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，制造來(lái)說(shuō)，為了減輕產(chǎn)品的重量，提高產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，進(jìn)一步提升產(chǎn)品的性能，廣泛使用薄壁零件，如發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片。 葉片是機(jī)械制造業(yè)中最典型的零件之一, 在航空、汽車、船舶等領(lǐng)域都有廣泛的使用, 如蒸汽輪機(jī)、水輪機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)里的渦輪壓氣機(jī)等。葉片

12、類零件多屬于復(fù)雜薄壁零件, 種類繁多, 而且大部分葉片型面是由幾何精度要求較高的自由曲面組成。因此, 葉片加工現(xiàn)在廣泛使用現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)。 葉片結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜外形協(xié)調(diào)要求較高，零件外廓尺寸相對(duì)截面尺寸較大、加工余量大、相對(duì)剛度較低，精度要求高，目前普遍采用數(shù)控銑削的方式來(lái)進(jìn)行加工。然而，在銑削加工過(guò)程中，由于這些構(gòu)件的低剛度特征，切削力、切削應(yīng)力以及切削熱作用所引起的零件彈性變形是不可避免的，使得實(shí)際切削參數(shù)不等于名義值，最終降低加工精度及表面質(zhì)量，嚴(yán)重情況下造成零件報(bào)廢。薄壁件的變形問(wèn)題，美、法、德、日、英等制造強(qiáng)國(guó)都非常重視。美國(guó)的波音公司依托密西根大學(xué)等若干所著名大學(xué)，在政府和軍工企業(yè)集

13、團(tuán)的共同支持下，正在共同研究和開(kāi)發(fā)能夠有效抑制整體薄壁零件數(shù)控加工變形的工藝路線優(yōu)化理論和有限元模擬軟件。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，針對(duì)薄壁件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用有限元技術(shù)，通過(guò)變形分析獲得薄壁結(jié)構(gòu)件變形模式，再利用誤差補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償，可以保證薄壁結(jié)構(gòu)零件高精度加工要求，或通過(guò)高速銑削技術(shù)解決薄壁件加工變形問(wèn)題，而且提高了加工生產(chǎn)率。而在國(guó)內(nèi)，由于缺少理論的計(jì)算和相關(guān)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)薄壁零件的研究尚處于起步階段，尤其是對(duì)薄壁零件變形預(yù)測(cè)和控制的研究還大大的落后于國(guó)外。通過(guò)薄壁零件的結(jié)構(gòu)特征可知，切削力及切削應(yīng)力是導(dǎo)致薄壁零件加工誤差的主要因素。因而為了保證加工誤差滿足制造精度的要求，除了要對(duì)工件的尺寸、

14、形狀進(jìn)行綜合考慮外，更重要的是要對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行定量的研究分析，正確合理地進(jìn)行加工工藝設(shè)計(jì)和選擇加工工藝參數(shù)。航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片在數(shù)控加工后絕大部分存在不同程度或彎或扭或彎扭組合的變形，其變形產(chǎn)生的機(jī)理目前仍未完全掌握，變形抑制、變形消除的理論和實(shí)驗(yàn)研究等方面仍有許多工作亟待進(jìn)行。目前對(duì)待變形零件的校正手段主要停留在憑經(jīng)驗(yàn)錘擊敲打的“野蠻校形”水平。這種狀態(tài)根本無(wú)法滿足產(chǎn)品批量生產(chǎn)的要求；而且對(duì)于變形較大零件，無(wú)法校正或校正破壞零件的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。因而如果對(duì)薄壁零件的變形規(guī)律認(rèn)識(shí)不清，就不能有效地控制其加工精度?？梢?jiàn)，加工變形的預(yù)測(cè)和控制成了薄壁結(jié)構(gòu)零件加工的關(guān)鍵。由于葉片是一種典型的薄壁零件。因此

15、，本文以鈦合金葉片銑削加工變形作為主要研究對(duì)象，借助UG建模、有限元分析等手段進(jìn)行研究與探討。開(kāi)展該方面的前瞻性應(yīng)用基礎(chǔ)研究，對(duì)工藝設(shè)計(jì)和切削參數(shù)選擇具有一定指導(dǎo)意義。不僅能夠保證葉片的精度、提高加工質(zhì)量及提升加工效率。具有理論和實(shí)踐指導(dǎo)的雙重意義。葉片結(jié)構(gòu)如圖1.11.2 研究現(xiàn)狀綜述切削力是切削加工中的一個(gè)非常重要的物理現(xiàn)象，是影響切削加工過(guò)程的重要因素之一。同時(shí)，它是薄壁零件加工變形、表面誤差以及誤差補(bǔ)償?shù)确矫嫜芯康幕A(chǔ)，許多科學(xué)家利用多種手段研究了切削力的產(chǎn)生以及切削力的預(yù)報(bào)。隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，人們開(kāi)始嘗試?yán)糜?jì)算機(jī)來(lái)獲得薄壁零件的加工變形規(guī)律，即有限元法。在有限元分析模型中，將銑削力

16、作為動(dòng)態(tài)邊界載荷，以一定的方式加載在零件的物理模型上，通過(guò)數(shù)值計(jì)算的方法獲得研究對(duì)象的變形量。通過(guò)獲得的數(shù)據(jù)，再利用誤差補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償以優(yōu)化刀軌，能有效地保證零件的加工質(zhì)量，提高加工效率，大大減少了實(shí)驗(yàn)工作量。 下面就切削力模型、加工變形的預(yù)測(cè)、誤差控制以及刀軌優(yōu)化相關(guān)問(wèn)題的研究現(xiàn)狀進(jìn)行扼要敘述。1.2.1 切削力研究對(duì)切削力的精確建模是預(yù)報(bào)切削力、顫振、表面質(zhì)量以及加工過(guò)程穩(wěn)定性的基礎(chǔ)。但由于切削過(guò)程的復(fù)雜性，至今還未建立與實(shí)驗(yàn)結(jié)果足夠吻合的理論公式，在生產(chǎn)實(shí)踐中常采用由試驗(yàn)得出的經(jīng)驗(yàn)公式。經(jīng)驗(yàn)公式法以大量試驗(yàn)為依據(jù)，且受到實(shí)驗(yàn)條件和特定加工的限制，沒(méi)有太大的外推價(jià)值。因此，如何建立準(zhǔn)

17、確、有效的切削力模型顯得尤為重要。在切削力的建模方面，國(guó)內(nèi)外學(xué)者都進(jìn)行了廣泛的研究，大致包括以下幾種。1.2.1.1 解析法解析法基于 20 世紀(jì) 40 年代 Merchant發(fā)表的剪切面理論，應(yīng)用剪切滑移理論，重點(diǎn)研究切削過(guò)程中的切削力及切削振動(dòng)等相關(guān)問(wèn)題。解析法對(duì)切削過(guò)程中出現(xiàn)的力學(xué)機(jī)理進(jìn)行了模擬，由于受高應(yīng)變率、高溫度梯度、彈塑性變形等復(fù)雜力學(xué)現(xiàn)象的影響，解析法不能準(zhǔn)確描述出切削過(guò)程中前、后刀面上的力學(xué)關(guān)系。但隨著切屑變形的塑性理論力學(xué)和位錯(cuò)理論的發(fā)展，使切屑變形的宏觀幾何規(guī)律和微觀變形機(jī)理的研究推進(jìn)了一大步。 對(duì)于切削力的研究，離不開(kāi)兩個(gè)基本的理論：最小能量理論和滑移線場(chǎng)理論，其他許多

18、研究都以此為基礎(chǔ)。最小能量理論是 Merchant提出的，即金屬切削時(shí)剪切平面位于剪切能量最小的位置，應(yīng)用這一學(xué)說(shuō)，建立了一個(gè)用以確定剪切角的數(shù)學(xué)模型。1951 年，Lee 和 Shaffer在被加工材料是理想塑性材料的假設(shè)下，采用滑移線場(chǎng)理論對(duì)切削過(guò)程進(jìn)行了分析研究，建立了滑移線切削理論。Oxley應(yīng)用平面應(yīng)變塑性理論，提出了主剪切面的滑移線場(chǎng)理論，考慮了 Merchant 模型所忽略的應(yīng)變、應(yīng)變率以及溫度對(duì)流動(dòng)應(yīng)力的影響。 按照切削方式的不同，切削加工可分為自由切削和非自由切削，以及正交切削和斜角切削，其中正交切削是最簡(jiǎn)單的切削模型。因此，很多研究都是以正交切削為切入點(diǎn)，來(lái)尋找切削過(guò)程的變

19、形基本規(guī)律。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，切削模型的解析精度不斷提高，模型計(jì)算結(jié)果逐步與實(shí)際切削過(guò)程相接近，許多研究人員開(kāi)始著重研究斜角切削方式。1.2.1.2 經(jīng)驗(yàn)法 經(jīng)驗(yàn)方法的特點(diǎn)是把切削加工中不易模型化的影響因素用系數(shù)和指數(shù)的形式來(lái)表征，如刀具前角的影響、刀具和工件材料的影響等，并且通過(guò)切削試驗(yàn)由測(cè)力儀測(cè)得切削力后，根據(jù)所得數(shù)據(jù)用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行處理，建立回歸方程，即可得到這些系數(shù)和指數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，模型中的系數(shù)和指數(shù)越多，要求的試驗(yàn)量就越大，模型也就越準(zhǔn)確，應(yīng)用的范圍就越小。要獲得準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)結(jié)果，往往需要進(jìn)行大量的試驗(yàn)來(lái)支持。1.2.1.3 力學(xué)法力學(xué)建模方法是以切削過(guò)程的力學(xué)研究為基礎(chǔ)，考慮到切削

20、過(guò)程是涉及多輸入多輸出的綜合系統(tǒng)，建立用于多種切削條件的綜合切削模型，以揭示切削過(guò)程，預(yù)測(cè)有效輸出參數(shù)和表達(dá)系統(tǒng)輸入輸出間的關(guān)系。力學(xué)法綜合運(yùn)用解析法和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，使用經(jīng)驗(yàn)切削力數(shù)據(jù)而避免出現(xiàn)剪切角、動(dòng)態(tài)應(yīng)力、摩擦角等復(fù)雜參數(shù)。一方面可以揭示切削過(guò)程中各參數(shù)的變形規(guī)律，另一方面不需要大量的實(shí)驗(yàn)來(lái)確定實(shí)驗(yàn)參數(shù)，目前已成為研究動(dòng)態(tài)切削的有效手段。 Koenigsberger 等人于 20 世紀(jì) 60 年代提出了加工過(guò)程中的切削力分量可表達(dá)為切削力系數(shù)與切屑載荷乘積的形式，對(duì)于每一個(gè)切削力分量，前刀面上切屑形成的剪切效應(yīng)以及刀刃、后刀面上的摩擦、擠壓效應(yīng)是用切削力系數(shù)給予表達(dá)的，其中切屑載荷為瞬時(shí)未變

21、形切屑厚度與切削寬度的乘積。后來(lái)的很多研究都是圍繞這一理論基礎(chǔ)開(kāi)展的。Kline 等、Sutherland 等和 Tsai 等均假定切削力系數(shù)為常數(shù)；而在另外一些學(xué)者的研究中，切削力系數(shù)被假設(shè)為與瞬時(shí)未變形切屑厚度有關(guān)的指數(shù)函數(shù)，為了計(jì)算方便切削力系數(shù)常被簡(jiǎn)化為平均切屑厚度的指數(shù)函數(shù)。為提高預(yù)測(cè)精度，武凱等將切削力系數(shù)表達(dá)為單齒進(jìn)給量、徑向切削深度和軸向切削深度的二次多項(xiàng)式函數(shù)。此外，還有一些研究者定義切削力系數(shù)為工件硬度和進(jìn)給量的函數(shù)，或是切屑厚度、切削速度和刀具前角的函數(shù)。 然而以上模型未考慮刀刃的擠壓和后刀面的摩擦即邊緣效用。于是許多學(xué)者對(duì)模型進(jìn)行了改進(jìn)，將切削力系數(shù)分解為剪切效用系數(shù)和

22、邊緣效應(yīng)系數(shù)兩部分。Albrecht是較早提出這種思想的學(xué)者之一?；谠撍枷?，Endres 等建立了切屑厚度可變的切削力模型。切削力系數(shù)可以直接使用試驗(yàn)測(cè)得的切削力進(jìn)行標(biāo)定得到，還可以利用基于切削機(jī)理推導(dǎo)出的公式并使用正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行確定。針對(duì)平頭立銑刀，Budak 等詳細(xì)介紹了分別從試驗(yàn)所測(cè)切削力以及從正交切削試驗(yàn)數(shù)據(jù)兩種不同角度來(lái)確定切削力系數(shù)的方法。Gradisek 等則基于實(shí)測(cè)切削力數(shù)據(jù)建立了任意立銑刀銑削過(guò)程中切削力系數(shù)的通用表達(dá)式，該方法適用于任意徑向切削深度的切削試驗(yàn)。 近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外一些學(xué)者利用有限元軟件建立了切削力分析計(jì)算模型，這些模型在一定程度上為新

23、設(shè)備、新工藝試運(yùn)行提供了可預(yù)測(cè)的切削力量級(jí)，具有很高的參考價(jià)值。同時(shí)，還有些學(xué)者將模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等高科技手段引入切削力研究領(lǐng)域并取得了一定的科研成果，從而對(duì)切削力的深入研究起到了重要推動(dòng)作用。1.2.2 薄壁件加工變形的有限元分析 在薄壁件的銑削加工過(guò)程中，由于低剛度所造成的變形是一個(gè)關(guān)系到最終加工質(zhì)量和精度的舉足輕重問(wèn)題。隨著有限元技術(shù)的發(fā)展，特別是一些商業(yè)化有限元軟件的開(kāi)發(fā)，以及試驗(yàn)手段的不斷改進(jìn)，對(duì)薄壁件的變形問(wèn)題已經(jīng)能夠進(jìn)行定量分析。現(xiàn)有的研究文獻(xiàn)大致分為兩個(gè)方面：僅考慮工件變形的模型和加工中同時(shí)考慮工件與刀具變形的模型。1.2.2.1 僅考慮工件變形的模型 這種模型認(rèn)為刀具剛度遠(yuǎn)

24、大于工件剛度，因而將工件變形列為表面誤差的主要因素。王志剛等在假設(shè)刀具為剛體且忽略變形反饋影響的情況下，運(yùn)用有限元軟件分析了航空薄壁口框零件銑削的加工變形。同時(shí)，該模型中施加的銑削力是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式估算的切削力平均值，不能反映銑削加工中銑削力周期性波動(dòng)的特點(diǎn)以及銑削力沿刀刃方向的分布規(guī)律，對(duì)變形量的預(yù)測(cè)精度有一定影響。Ratchev 等則應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論和有限元分析方法，建立了薄壁件銑削過(guò)程中加工變形和表面誤差的柔性預(yù)測(cè)模型。之后，Ratchev 等通過(guò)采用有限元分析方法，建立了考慮切入、切出角變化的工件變形和表面誤差的柔性預(yù)測(cè)模型。1.2.2.2 刀具變形和工件變形同時(shí)考慮的模型 Kline

25、等較早研究了三邊夾緊固定，一邊自由邊界條件的矩形薄壁板的銑削變形模型。該模型的特點(diǎn)在于同時(shí)考慮刀具和工件變形，且因工件夾持剛度較大，忽略了刀具和工件變形的耦合效用。為尋找刀具和工件變形的耦合關(guān)系，Sutherland 等從理論上提出考慮了刀具變形和工件變形的瞬時(shí)未變形切屑厚度和表面誤差的計(jì)算方法。Budak 等證實(shí)在靜態(tài)銑削過(guò)程中，瞬時(shí)未變形切屑厚度收斂于名義值。因而文獻(xiàn)在研究同時(shí)考慮刀具變形和工件變形的耦合模型時(shí)僅考慮對(duì)徑向切削深度的修正，而不考慮對(duì)瞬時(shí)未變形切屑厚度的修正，通過(guò)使用迭代算法分析刀具和工件變形的耦合效應(yīng)以及加工過(guò)程中的材料去除效應(yīng)。Budak 等使用了軸向等長(zhǎng)的等效圓柱懸臂梁

26、單元建立刀具模型，Tsai 等則提出使用軸向等長(zhǎng)的預(yù)扭梁?jiǎn)卧?。然而，該建模方法必須要求刀具單元與工件單元相對(duì)應(yīng)，以保證在算法上刀具單元上的切削力向工件單元上的等效加載，這種方法極大地限制了其在處理復(fù)雜零件如帶孔圓弧面零件中的應(yīng)用。于是，萬(wàn)敏等在此基礎(chǔ)上，提出了一種采用非規(guī)則有限元網(wǎng)格對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行離散的方法，為復(fù)雜零件的網(wǎng)格劃分提供了一種通用方法。此外，張智海等使用銑削力/銑削扭矩和瞬時(shí)未變形切屑厚度的關(guān)系，建立了端銑情況下工件表面誤差的預(yù)報(bào)模型。該模型考慮了刀具變形、工件變形以及機(jī)床變形等因素，但沒(méi)有考慮刀具變形與工件變形的耦合效應(yīng)。在薄壁件加工變形的有限元分析中，另外一個(gè)活躍的研究領(lǐng)域是加工過(guò)

27、程材料去除模型的研究。Sagherian 等研究了一種動(dòng)態(tài)切削模型，用自動(dòng)網(wǎng)格劃分技術(shù)來(lái)達(dá)到模擬材料去除的效果。Ratchev 等建立了 Voxel 切削算法模擬材料切除。郭魂等則采用有限元軟件自帶的生死單元技術(shù)實(shí)現(xiàn)材料的去除。1.2.3 加工變形的控制研究 工藝優(yōu)化和誤差補(bǔ)償是控制變形誤差的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，眾多學(xué)者采用不同的技術(shù)和方法對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了大量的研究和探索。日本的巖部育洋采用雙軸機(jī)床分別從零件兩側(cè)同時(shí)加工，從而抵消薄壁的變形。Kline 等采用控制切削力的思想，研究了圓弧走刀過(guò)程中單齒進(jìn)給量的控制方法。Budak 等人也從控制最大變形誤差的角度研究了單齒進(jìn)給量的控制方法。Law 等研究

28、了基于刀桿變形的腔槽加工過(guò)程的誤差補(bǔ)償方法，但該模型沒(méi)考慮工件變形，不適合薄壁件加工中的應(yīng)用。Cho 等在試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上研究了簡(jiǎn)單零件的誤差補(bǔ)償方法，同樣不適合復(fù)雜零件的補(bǔ)償。Raksiri 等用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法來(lái)對(duì)變形進(jìn)行補(bǔ)償。Wang 等用遞歸方法來(lái)修正刀具路徑。Lee 等用試驗(yàn)手段來(lái)修正刀具軌跡。Ratchev 等在考慮預(yù)測(cè)加工變形的基礎(chǔ)上，通過(guò)修正單方向刀具路徑來(lái)補(bǔ)償加工變形，并且結(jié)合有限元分析的低剛度零件進(jìn)行多步切削模擬的方法和集成體系結(jié)構(gòu)，同時(shí)開(kāi)發(fā)出薄壁零件多步切削加工模擬環(huán)境的軟件原型。針對(duì)薄壁零件的高速加工研究作為減少薄壁件變形又一方法，Smith 等采用高速銑削來(lái)控制鋁合金零件的加工變形。 國(guó)內(nèi)針對(duì)這一問(wèn)題的研究相對(duì)較晚，主要集中在浙江大學(xué)和南京航空航天大學(xué)以及北京航空航天大學(xué)。中國(guó)物理工程研究院孔金星針對(duì)薄壁零件的精密加工，提出了優(yōu)化工件結(jié)構(gòu)、改進(jìn)工裝、采用高速切削等方式定性控制變形的方法。鄭聯(lián)語(yǔ)等研究了改進(jìn)薄壁零件數(shù)控加工質(zhì)量的進(jìn)給量局部?jī)?yōu)化方法，定性地提出修改切削參數(shù)、確定關(guān)鍵區(qū)域等優(yōu)化手段。劉艷明等基于 K-L 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法，建立了機(jī)械加工中切削用量的一種優(yōu)化模型，進(jìn)行刀具路徑的規(guī)劃。武凱等在分析了立銑的空間力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，利用有限元軟件模擬了航空薄壁件的加工變形規(guī)律，并給出了優(yōu)化的切削參數(shù)。王志剛等提出一種誤差補(bǔ)償方法來(lái)減少讓刀誤差，從而控制薄