[发明专利]一种工件加工变形的控制方法

权利要求书

1.一种工件加工变形的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立待加工工件的几何模型，其中，几何模型由工件本体和待切削加工区域构成，且工件本体和待切削加工区域的拓扑加和为工件毛坯；

S2：将待加工工件的几何模型导入Hypermesh软件的Optistrcut模块，选择待切削加工区域作为优化区域，以工件的等效抗弯刚度或在弯曲载荷下的变形为优化的约束变量，且约束变量的上限为所有可能弯曲载荷下最大变形的1/10～1/15，对优化区域进行拓扑优化迭代，从而获得使工件等效刚度提高的加强筋分布；

S3：基于拓扑优化迭代得到的加强筋分布，建立预留加强筋的工件三维模型；

S4：根据预留加强筋的工件三维模型，对工件毛坯进行第1次切削加工，得到带有加强筋的中间工件；

S5：第1次切削加工完成后，将中间工件静置96小时，再进行热振复合时效消减残余应力，其中，待加工工件的材料不同，热振复合时效的工艺流程不同；

S6：对热振复合时效后的中间工件进行第2次切削加工，去除预留加强筋，得到最终的加工工件。

2.如权利要求1所述的一种工件加工变形的控制方法，其特征在于，待加工工件的材料为铝合金，则对应的热振复合时效的工艺流程如下：

0-30min：从室温25℃将中间工件均匀加热至175℃；

30-60min：令中间工件在温度175℃±2℃的范围内保温0.5小时；

60-65min：在保温状态下使中间工件振动5min，且振动频率为共振频率；

65-95min：令中间工件在温度175℃±2℃范围内保温0.5小时；

95-100min：在保温状态下使中间工件振动5min，且振动频率为共振频率；

100-340min：停止加热，中间工件随炉冷却4小时后卸除装卡，中间工件再空冷至室温，完成热振复合时效。

3.如权利要求1所述的一种工件加工变形的控制方法，其特征在于，将待加工工件的几何模型导入Hypermesh软件的Optistrcut模块后，通过设置Optistrcut模块中的优化区域、材料属性、网格参数、加载工况、优化类型、迭代次数、响应函数、约束条件以及优化目标来对待加工工件的优化区域进行拓扑优化迭代。

4.如权利要求1所述的一种工件加工变形的控制方法，其特征在于，所述几何模型为二维几何模型或三维几何模型。

5.如权利要求1所述的一种工件加工变形的控制方法，其特征在于，对工件毛坯进行第1次切削加工的方法为：

根据预留加强筋的工件三维模型编制数控加工程序，基于数控加工程序在加工中心对工件毛坯进行第1次切削加工。