第6章　薄壁零件加工残余应力变形的装夹感知

薄壁零件在实际应用中，需要很精确的装配定位基准，这就意味着要求很高的制造精度。数控加工是航空薄壁零件的主要制造技术，是决定加工质量和效率的关键因素之一。薄壁零件结构复杂，壁薄，自身刚度弱且分布不均匀，加工难度非常大。数控加工过程中切削力热载荷、装夹力载荷以及残余应力载荷等作用在工件上，导致工件发生变形，影响加工精度的控制和加工效率的提升。目前生产中采用的解决措施是使用保守的切削参数，并在加工完成之后进行二次补偿加工或者手工校形等。这都造成了生产质量和效率的降低。

数控切削加工引入的残余应力变形，是造成零件超差报废的重要原因。切削加工金属材料时，毛坯材料的初始残余应力状态被打破；同时加工过程中工件与刀具相接触部分的材料发生塑性变形，在工件加工表面下的薄层内，产生了相当大的加工残余应力。由于薄壁零件具有壁薄、刚性弱等特性，装夹释放后，极易发生残余应力回弹变形，导致零件整体变形超差。如何预测与评估薄壁零件数控加工导致的残余应力变形并对其进行工艺优化控制，是目前研究的热点问题，也是我国航空复杂薄壁零件加工质量提升面临的巨大挑战［1，2］。