关洋 郭丙结

摘 要：航天镁合金因其比强度高、减振性能好、质量轻等优点广泛应用在各个航天领域，由于材料结构刚性差，加工中受载截面变形大，造成镁合金薄壁零件壁厚不均匀和尺寸超差。本文通过Ansys建立三维有限元模型并对其进行受力分析，提出合理的铣削参数来优化加工工艺。

关键词：镁合金；有限元分析；加工工艺

1 引言

镁合金薄壁零件是航空工业产品中常见的一类零件，其零件特点是外形配合要求比较高、零件长度尺寸相比于截面尺寸大、刚性较差、精度要求高。零件在切削加工中由于切削力的作用產生“让刀现象”，导致零件加工质量不合格。针对镁合金薄壁零件加工易变性特点，利用有限元方法对零件模型进行数值模拟变形分析，提出合理的铣削参数，最终优化机械加工工艺。

2 镁合金薄壁零件的加工误差

机床精度不高、刀具磨损变形、加工过程零件热变形、加工环境温度因素等都可以造成零件的加工误差。由于镁合金薄壁零件截面尺寸很小使其刚度不足，在加工中受到径向切削力导致的变形是影响形位公差的主要原因1。理论上，使用双刃立铣刀铣削平面时，应该切除ABCD阴影部分，如图1所示。但是由于切削力的作用，使得材料发生复杂的弹塑性变形，零件上表面对铣削面有力的作用，变形量可以忽略，零件下表面为开口，没有对铣削面产生力的作用，导致B，C两点分别移到B2，C2两点，则双刃立铣刀仅切除A B2CD阴影部分，走刀过后零件弹性恢复，残留的C C2D部分材料未被切除，造成零件成“鼓”形。……