【摘 要】
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铣削加工产生的热量会很大程度上影响零件的加工精度和使用性能,对调距桨等薄壁零件来说,加工过程中热量引起的工件变形亟待系统的研究。本文针对薄壁铣削加工的特点,从工件温度场模型、热致残余应力模型和残余应力变形模型三个方面入手,对薄壁铣削工件热变形建模方法进行了研究。（1）建立了一种基于移动面热源法的铣削工件温度场解析预测模型。针对铣削加工断续切削和热源强度与位置不断变化的特点,将铣刀沿轴向和时间历程离
【基金项目】
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国家科技重大专项“高档数控机床与基础制造装备”课题“军用舰船调距桨及轴系等关键零部件加工设备换脑工程示范应用”研究子任务2.2:数控机床加工过程误差补偿功能研究（项目编号:2017ZX04011008-002）；
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铣削加工产生的热量会很大程度上影响零件的加工精度和使用性能,对调距桨等薄壁零件来说,加工过程中热量引起的工件变形亟待系统的研究。本文针对薄壁铣削加工的特点,从工件温度场模型、热致残余应力模型和残余应力变形模型三个方面入手,对薄壁铣削工件热变形建模方法进行了研究。（1）建立了一种基于移动面热源法的铣削工件温度场解析预测模型。针对铣削加工断续切削和热源强度与位置不断变化的特点,将铣刀沿轴向和时间历程离散,每个瞬时的微元切削刃看做斜角切削过程,综合考虑切削微元上的剪切热源和侧面摩擦热源对工件温升的影响,经过坐标变换将所有微元切削热源引起的温升转换到工件坐标系下进行叠加,得到了更为准确的铣削工件温度场模型。（2）建立了一种基于特征应变理论的铣削加工热致残余应力解析预测模型。首先根据温度场模型预测得到的温度梯度计算瞬态热应力,将加工时间历程离散,以瞬态热应力作为载荷进行循环加载,根据铣削加工过程特有的边界条件进行应力释放,得到了铣削工件表面热致残余应力分布模型。（3）建立了一种基于等效弯矩法的铣削加工热变形解析预测模型。以结构力学理论为基础,考虑到残余应力随层深变化的特点,将加工完成后的工件沿厚度方向离散,形成类似于多层薄膜-基底的结构,计算每层薄膜内热致残余应力的等效弯矩,得到了铣削工件热变形模型。（4）设计了薄壁板铣削加工实验对所提出的热变形预测模型进行验证。分析了不同铣削加工参数和工件厚度对最终热变形的影响,并解释了预测误差存在的原因,实验结果证明了热变形预测模型的有效性。
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