1 刀具偏擺數(shù)控補(bǔ)償方案

1. 切削力的計(jì)算
   在實(shí)施刀具偏擺數(shù)控補(bǔ)償加工之前刻撒，首先要知道零件的加工變形量骨田，即利用有限元技術(shù)對(duì)工件進(jìn)行加工變形分析；而精確的變形分析又依賴于準(zhǔn)確的載荷模型(切削力声怔、裝夾力态贤、定位約束等)，其中關(guān)鍵是切削力的計(jì)算捧搞。不同的刀具及加工方法抵卫，有不同的切削力計(jì)算方法狮荔。在航空薄壁零件的加工中胎撇，以螺旋立銑刀加工居多。而對(duì)于螺旋立銑刀的受力模型殖氏，以沿著刀具螺旋線作空間狀態(tài)分布的銑削力模型為最佳(如圖1)晚树。
   在加工薄壁零件過(guò)程中，通過(guò)理論分析及實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)雅采，薄壁零件的加工變形主要由徑向切削力引起爵憎。本文采用前述文獻(xiàn)中的切削力模型來(lái)模擬計(jì)算銑削力大小及分布狀況。由此婚瓜，可得到如圖2所示的瞬時(shí)徑向切削力空間分布圖宝鼓。

   圖2 瞬時(shí)徑向切削力空間分布圖	圖3 刀具和工件的有限元模型
   圖4 工件沿刀具軸線方向各節(jié)點(diǎn)變形	(a)刀具不傾斜時(shí)
   圖6 試件沿刀具軸線方向加工誤差曲線	(b)刀具傾斜時(shí) 圖5 刀具銑削示意圖

2. 加工變形模擬分析
   本文選擇如圖3所示的薄壁結(jié)構(gòu)作為研究試件。工件材料為7075-T6拖见，楊氏模量E=77Gpa,泊松比g=0.33乾爆；刀具型號(hào)為F1832E.W.16.Z3.26.45.W
   對(duì)于加工變形的精確計(jì)算，需要綜合考慮工件和刀具在切削過(guò)程中的加工變形大小滓莱。在建模過(guò)程中舆伺，可以將工件簡(jiǎn)化為一個(gè)底端帶有固定約束的直側(cè)壁來(lái)進(jìn)行分析；而將刀具簡(jiǎn)化為一個(gè)懸臂梁咏哈。加載人切削力阀洛、約束以及輸人材料特性參數(shù)，并根據(jù)加工精度要求劃分單元網(wǎng)格(如圖3)萄罐。
   在 ANSYS中對(duì)其模擬分析加工變形情況调拳，理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)際加工測(cè)量結(jié)果如圖4所示。顯然吧玉，理論分析計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合杀肩。
3. 刀具偏擺數(shù)控補(bǔ)償
   通過(guò)加工變形模擬分析，得到的工件在加工過(guò)程中的變形分布狀況和趨勢(shì)。由于加工變形產(chǎn)生讓刀誤差妈踊，其結(jié)果必然產(chǎn)生一定的尺寸誤差(如圖5(a))了嚎。為了有效補(bǔ)償這種因上件剛性不足而產(chǎn)生的加工變形，可以讓刀具偏擺一定的角度(如圖5(b))廊营。刀具偏擺數(shù)控補(bǔ)償歪泳，即是根據(jù)模擬分析加工變形的大小，在數(shù)控編程時(shí)讓刀具在原有走刀軌跡中按變形程度附加連續(xù)偏擺露筒，補(bǔ)償因變形而產(chǎn)生的讓刀量呐伞。通過(guò)刀具偏擺數(shù)控補(bǔ)償，可以將讓刀殘余材料基本切除慎式，一次走刀即可保證薄壁件壁厚精度伶氢。

2 加工實(shí)例與結(jié)果

3 結(jié)論