● 摘要
航空整体结构件的镜像铣削加工技术是一种新型的绿色加工技术，它能够代替传统的化学铣削工艺，达到去除工件材料厚度的目的。在加工过程中，结构件的变形是一个重要的问题，其影响因素主要包括工件初始内应力释放、铣削载荷、铣削参数、装夹因素以及走刀路径等。本文针对蒙皮壁板镜像铣削各因素对加工变形的影响规律进行分析研究，并对铣削加工过程中的变形进行控制。
采用理论计算与有限元模拟相结合的方法，分析了滚弯成形的蒙皮零件初始内应力释放对加工变形的影响。在忽略铣削力等其他因素影响的前提下，通过滚弯模拟建立了三种不同曲率半径的单曲率蒙皮零件的有限元模型，采用实体建模与子模型两种方式模拟了逐层铣削去除材料的过程。结果表明，理论计算与有限元模拟过程具有很好的一致性；不同曲率半径零件内应力沿厚度方向均为“拉-压-拉-压”分布，在逐层去除材料的过程中其变形趋势是相同的。
通过有限元模拟方法，分别研究了在镜像铣削加工过程中铣削力、铣削深度、进给量及铣削路径对加工变形的影响。在镜像铣削过程中，由于压紧装置和顶撑装置的作用，铣削力、进给量以及加工路径等因素对加工变形的影响较小，而铣削深度对工件变形的影响较大，并且随着铣削深度的逐渐增加，曲率半径并非单调变化，其变化与蒙皮沿厚度方向的内应力分布情况有关。
以典型蒙皮结构件为研究对象，建立了滚弯成形和镜像铣削的有限元仿真模型，并进行了镜像铣削试验加工，验证了有限元模型的有效性。结合有限元分析结果，证明零件的初始内应力分布对加工变形产生了较大的影响。通过对典型结构件在实际生产加工过程中影响变形的因素进行了分析，得到了吊装及装夹过程中零件重力产生的变形、吸盘吸附力、加工中柔夹排架的移动等因素都会产生加工变形，可以通过装夹过程中采用保形工装、改变零件的排样方式以及在数控程序中对刀具进行路径补偿等措施对蒙皮零件变形进行控制。