尹飞鸿，唐国兴，陈志伟，干为民

YIN Fei-hong1,2, TANG Guo-xing1, CHEN Zhi-wei1, GAN Wei-min2

（1. 常州工学院 机电工程学院，常州 213002；2. 常州市特种加工重点实验室，常州 213002）

0 引言

随着现代飞机性能要求的不断提高，越来越多的铝合金整体结构件在航空制造业中被广泛采用，如整体薄壁框、梁、壁板及接头等，这是由于铝合金结构件具有整体性能优越、密度低、强度接近或超过优质钢且塑性好等特性。从制造角度看，整体薄壁框零件刚性差，切削力对加工精度的影响较为显著，加工时在铣削力的作用下极易发生加工变形，影响工件加工精度和成本。所以，预测和分析航空整体结构件加工变形具有十分重要的意义。由于航空薄壁零件的铣削加工变形问题非常复杂，其加工变形涉及到毛坯材料本身的残余应力及其分布、装夹方式和装夹应力、铣削方式和顺序等等。本文借助于有限元软件仅仅模拟了切削力作用下7075-T651薄壁框零件精加工过程中的变形情况，分析了其变形规律，通过改变薄壁框零件的长度和宽度进行铣削有限元分析，得到了薄壁件的尺寸与加工变形间的关系，分析结果对实际铣削加工具有重要的指导意义。

1 薄壁框铣削模型

1.1 几何模型

从第三代飞机开始大量采用了如图1(a)所示的整体框类结构件[1～3]。文章时分析考虑到计算机的局限性和运算速度，取单一铝合金航空薄壁框进行分析，模型尺寸取：内壁长80mm，宽40 mm，高20mm，壁厚4mm，如图1(b)所示。为了便于后续的计算和分析，规定坐标系的方向如下：1) 沿刀具进给方向为X正方向(即工件长度方向)；……