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基于特征的飞机结构件数控加工工艺研究

作　者: 林勇
导　师: 李迎光
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 航空宇航制造工程
关键词: 飞机结构件 特征 装夹 切削参数优化 测试模型
分类号: V260.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 32次
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内容摘要


结合国家科技重大专项、国家自然科学基金和航空制造行业的实际需求，针对飞机结构件数控加工过程中存在的装夹易变形、切削参数不优化等工艺问题，对基于特征的飞机结构件数控加工工艺进行了深入研究。本文主要成果如下：（1）提出了基于特征的装夹设计方法。在总结飞机结构件典型装夹方法的基础上，分析了装夹方法与特征的关系，提炼了影响装夹的典型加工特征及其尺寸参数，基于特征计算了腹板的相对刚度及零件的整体相对刚度，建立了零件相对刚度评价等级，形成了基于特征的飞机结构件装夹设计方法；（2）研究了基于特征的切削参数优化方法。分析了特征结构及其尺寸对切削参数的影响，提炼了特征的刚性影响因素，考虑装夹方案、加工策略、特征类型、特征结构及尺寸对切削参数的影响，通过有限元模拟以及神经网络预测的方法获得了各种情况下特征的极限切削力，进而基于遗传算法优化切削参数；（3）研究了基于特征的标准加工工艺测试模型。通过分析飞机结构件的结构特点及工艺特点，提炼飞机结构件的典型特征及其组合，构建基于特征的飞机结构件加工工艺测试模型，论证了测试模型在测试飞机结构件加工工艺的可行性，设计了加工工艺测试方案；（4）基于以上研究，开发了装夹设计及切削参数优化原型系统，创建了飞机结构件测试模型，研究成果已经在某大型航空制造企业得到了初步应用。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
注释表  10-12
缩略词  12-13
第一章 绪论  13-19
  1.1 引言  13
  1.2 飞机结构件数控加工工艺的特点和难点  13-14
  1.3 研究现状  14-17
    1.3.1 装夹设计方法的研究现状  14-15
    1.3.2 切削参数优化研究现状  15-16
    1.3.3 数控加工工艺测试标准模型研究现状  16-17
  1.4 课题来源及章节安排  17-19
第二章 基于特征的飞机结构件装夹设计方法  19-30
  2.1 飞机结构件装夹方案分析  19-21
    2.1.1 定位方案分析  19-20
    2.1.2 夹紧方案分析  20-21
  2.2 影响飞机结构件装夹的特征分析  21-22
  2.3 飞机结构件相对刚度的评价方法  22-25
    2.3.1 腹板刚性的评价方法  23-24
    2.3.2 飞机结构件整体刚度评价方法  24-25
  2.4 基于特征的装夹设计方法  25-28
    2.4.1 基于特征的定位方案设计  25-26
    2.4.2 基于特征的夹紧方案设计  26-28
  2.5 实例分析  28-29
  2.6 本章小结  29-30
第三章 基于特征的飞机结构件切削参数优化模型  30-46
  3.1 切削参数的影响因素分析  30-32
    3.1.1 工艺系统对切削参数的影响分析  30
    3.1.2 特征对切削参数的影响分析  30-32
  3.2 基于神经网络的特征极限切削力预测  32-37
  3.3 切削参数优化模型分析  37-44
    3.3.1 目标函数的分析与确定  38-39
    3.3.2 设计变量的分析与确定  39
    3.3.3 约束条件的分析与确定  39-42
    3.3.4 优化算法的分析与确定  42-44
  3.4 实例分析  44-45
  3.5 本章小结  45-46
第四章 基于特征的飞机结构件数控加工测试标准模型研究  46-65
  4.1 飞机结构件的典型特征及加工特点分析  46-48
    4.1.1 飞机结构件典型特征及其组合  46-47
    4.1.2 飞机结构件的数控编程特点分析  47-48
    4.1.3 飞机结构件的加工工艺特点分析  48
  4.2 飞机结构件数控加工标准测试模型的构建及分析  48-51
    4.2.1 标准测试模型的构成  49-51
    4.2.2 标准测试模型分析  51
  4.3 基于标准测试模型的数控加工测试方法  51-55
    4.3.1 数控编程测试方法  51-54
    4.3.2 加工工艺测试方法  54-55
  4.4 实例分析  55-63
    4.4.1 数控编程测试  55-58
    4.4.2 加工工艺测试  58-63
  4.5 本章小结  63-65
第五章 基于特征的飞机结构件加工工艺系统实现  65-75
  5.1 系统开发环境与开发工具  65-66
  5.2 系统实现及运行结果  66-74
    5.2.1 装夹设计  67-71
    5.2.2 切削参数优化  71-74
  5.3 本章小结  74-75
第六章 总结和展望  75-77
  6.1 总结  75
  6.2 展望  75-77
参考文献  77-81
致谢  81-82
在学期间的研究成果及发表的学术论文  82

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中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 航空制造工艺 > 一般性问题 > 航空制造自动化
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