飞机结构件数控加工精度控制关键技术

在飞机结构件加工中,大量应用五轴联动数控装备。企业装备的数控机床随着服役年限的日渐增长,普遍存在精度衰减问题,新一代飞机结构件进一步向着整体化、大型化、复杂化、薄壁化、轻量化方向发展,加工过程极易出现尺寸超差,以及因加工工艺不稳定而造成的表面质量缺陷等制造精度问题。加工精度还受到切削载荷、切削稳定性、刀具误差、工件变形、夹具变形等复杂因素的影响,飞机结构件切削工艺的一致性和稳定性差,极易因刀具磨损、破损、切削颤振而引起加工精度问题。国内外学者在数控加工精度控制方面开展了大量基础研究并取得丰硕成果。本文从数控机床误差建模方法、误差补偿方法、加工精度预测与控制、表面粗糙度预测与控制4个方面分别阐述,并结合飞机结构件的特点提出其数控加工精度控制关键技术需求。     

大型航空结构件数控加工装备与先进加工技术

本文从航空结构件的发展特点出发,结合国内外航空制造业现状,对大型飞机结构件的数控加工装备及数控加工技术进行探讨,论述了当前大型航空结构件数控加工装备的发展方向及先进数控加工技术.     

新型复杂航空结构件数控加工技术

数控加工与其他专业的复合加工技术,在新型航空结构件的生产中大量出现,例如复合材料构件、超塑成形钣金件、蜂窝芯体、焊接结构件,也要求其具有精确的曲面外形及孔系。新型飞机为了达到优异的机动性能、飞行性能、轻量化、长寿命、低成本制造等技术指标,对机身结构及发动机提出了更高的要求,并采用最先进、最前沿的设计技术与设计理念     

梅雪松数控加工与装备技术专家

:您在智能控制技术研究方面取得很多前沿成果,要将这些先进的研究成果有效地应用于数控加工如飞机大型结构件的高效数控加工中,您认为还要重点关注哪些方面或解决哪些问题? 梅雪松:关于飞机大型结构件的高效数控加工我国已经有很多学者开发和研究了很好的技术,取得了很多成果,有些得到了应用.但要实际应用还要注意几点: (1)根据飞机大型结构件的材料和加工要求选择最合适的加工工艺和装备,同时,在数控系统中置入高效加工工艺技术,开发具有智能化的高速加工工艺选择能力的数控机床才是提高飞机大型结构件的高效数控加工水平的根本.     

复杂结构件数控编程加工特征用户自定义方法

加工特征是实现复杂结构件高效、高质量数控编程的有效手段,但是同一类加工特征只是几何形状和加工工艺相似,并不完全相同。如何适应不同的企业资源与工艺水平、不同类型的复杂结构件进行加工特征定义是基于加工特征进行自动数控编程的一个难题。针对以上难题,本文提出了一种复杂结构件数控编程加工特征用户自定义方法,基于全息属性面边图表达加工特征几何信息,给出了具有一定柔性的加工特征几何信息定义方法,基于语义与规则建立加工特征工艺信息及其与几何信息之间的关联关系,实现了由用户根据企业的制造资源、零件结构和工艺人员的编程习惯等因素自定义加工特征。根据本文提出的方法开发了飞机复杂结构件加工特征用户自定义及自动编程系统,已成功应用于国内某大型航空制造企业的飞机结构件数控编程,经过多项飞机结构件测试,本文提出的方法特征识别正确率平均达到97%。     

飞机结构件数字化设计与制造技术

飞机结构件逐步向大型化、整体化和复杂化发展,且制造精度要求较高.对设计和制造技术提出了更高的要求.因此,开展飞机结构件设计技术和制造技术的研究,在飞机结构件设计和制造过程中应用数字化技术和智能技术,构建飞机结构件设计制造协同化平台,实现飞机结构件高效、高质、低成本和环保的柔性化设计和制造,对提高企业核心竞争力具有重要意义.     

并联机床在飞机结构件加工中的应用

新一代飞机的高性能、高质量、短周期和低成本研制要求,对制造技术尤其是结构件数控加工技术的发展提出了新的挑战.采用虚拟主轴的并联机床刚度重量比大、响应速度快、精度高、效率高,故在数控加工行业得到越来越多的关注.     

智能化技术在数控机床上的开发应用

数控装备作为先进制造技术的载体,已成为国内制造业发展的重要基础,其发展水平对我国航空工业的发展具有举足轻重的作用.国家《高档数控机床与基础制造装备》科技重大专项把航空制造装备列为重点支持对象,根据航空零件结构件的特点,对数控机床的加工效率、加工精度、可靠性等方面都提出了新的要求.本文介绍了在自主研发航空数控机床过程中智能化技术的研究和应用. 数控机床智能化技术简介 自1952年第一台数控机床问世以来,数控机床一直伴随着航空工业的发展.数控机床的发展已有60年历史,随着航空零件结构件中新材料和新结构的应用,航空数控机床的发展正朝着精密化、智能化、专业化、网络化和绿色环保等方向发展,智能化技术在航空数控机床上应用越来越多.     

高效数控加工技术应用调查报告

随着航空工业的快速发展,现代飞机为满足可靠性、机动能力、信息感知能力、寿命、结构轻量化等方面日益提高的性能要求,大量新技术、新材料、新结构被航空制造领域所应用,航空制造领域中的结构件大型化、复杂化、材料多元化、制造精确化等问题急需解决,高速、高精、复合等数控加工要求已成为现代飞机结构件数控加工装备的主要发展方向。尤其是随着我国大型飞机项目研制工作的逐渐深入,在动力、机体结构、材料等方面带来的技术特征与我国以前研制的中小型飞机存在很大的差别,为我国大型飞机的研制工作带来了严峻挑战。作为由中国航空工业集团公司主管的中央级大型综合技术刊物,为推动数控加工技术在航空等高端技术领域的发展,促进航空制造各个领域之间的交流,本刊以"高效数控加工技术应用调查"为主题展开调查,希望能为我国数控加工技术在航空制造业的高效应用提供有价值的参考。本次调查采用调查问卷形式,主要面向数控设备供应商、航空企业用户和科研机构等3个方面展开。在数控设备供应商方面,主要针对德马吉、北京第一机床厂、北京第二机床厂、瑞士宝美、伊斯卡、瓦尔特、海德汉、武汉华中数控、蔡司、海克斯康、温泽等知名供应商;航空企业用户主要包括沈阳飞机工业(集团)有限公司、沈阳黎明发动机(集团)有限公司、哈尔滨飞机工业集团有限公司、北京航空制造工程研究所等;科研机构包括哈尔滨工业大学、清华大学、北京航空航天大学、南京航空航天大学、北京机床研究所等。这些企业、厂商和科研机构为我们提供了很多关于数控机床方面的信息,为本次调查提供了极大的支持。     

大型铝合金机翼整体壁板加工变形控制技术

航空航天工业数字化设计及制造技术的快速发展,对现代飞行器的性能要求不断提高,飞机设计结构发生了变化,开始大量采用整体结构设计,如整体框、梁、壁板等零件,零件的大型化和结构整体化趋势日趋明显,以铝合金材料为主导的大型整体结构件在航空航天等领域获得了广泛的应用.由于这类零件具有轻量化、薄壁化和整体化的特点,采用数控加工方法已成为当前飞机产品中整体复杂结构件最主要的加工手段,是现代武器装备研制和生产中最主要的工艺方法.     

大飞机关键制造技术

未来大飞机真正的竞争在于"制造",突破大型金属结构件的高效数控加工和先进成形技术、复合材料结构件的制造技术、飞机的柔性自动化装配技术、飞机制造数字化技术等关键制造技术,将有力推动我国大飞机项目的顺利开展。     

基于特征的飞机结构件加工工艺知识编辑器研究

针对飞机结构件零件尺寸大、加工特征类型数目多,零件结构复杂、包含大量自由曲面和相交特征,薄壁易变形及精度要求高等特点引起的加工工艺决策难点,提出了基于特征与MKE的飞机结构件工艺决策方法。首先对商业软件NX系统的MKE技术进行了调研分析,在此基础上构建了基于特征的飞机结构件加工工艺知识编辑器框架,基于CATIA V5开发了具有用户界面友好的加工工艺知识编辑器,在特征识别的基础之上,通过调用工艺规则模板库、刀具库、用户自定义信息等完成工艺决策。应用表明,该方法能够有效提高工艺决策系统的灵活性以及飞机结构件数控编程效率。     

激光选区熔化成形技术的发展现状及研究进展

随着航空航天装备更加注重追求轻质、高效和高可靠性,设计中越来越多地采用复杂整体结构件和精密复杂结构件.由于单个结构件的尺寸和复杂性不断增加,对结构件加工制造要求日趋苛刻.同时,航空航天用钛合金等材料具有高熔点、难变形和难加工等特点,使得复杂整体结构件和精密复杂结构件的制造尤其困难.特别是越来越多的异形结构,传统的锻造、铸造、焊接、机加等成形工艺已无法满足结构件的设计和制造要求.因此,研究开发能够解决航空航天整体复杂钛合金结构件难加工甚至无法加工问题的制造技术途径,已成为先进制造技术的重要发展方向和前沿热点课题[1-2].     

汤立民数字化制造技术专家

枭龙创造了我国航空工业研制周期最短纪录,您的团队是如何在短时间内攻克飞机大型复杂整体结构零件加工难关的? 汤立民:枭龙飞机是由中巴联合研制、面向国际市场的第三代战机,该机首次全面应用了数字化三维实体设计及制造技术.设计中大量采用整体结构件,翼身融合区大型整体框尺寸大并带有大量复杂交点、接头结构:"蚌"式进气道零件具有极为复杂的型面及高精度孔;关键部位零件采用了高强度沉淀硬化不锈钢PH13-8Mo材料,极难加工. 对此我们做了充分准备.项目开展过程中采取并行工程,边设计边制造,在飞机进行详细设计前就针对大型结构件的数控加工特点、实体建模的要求等问题与设计深入交流.     

飞机结构件的高速铣削工艺

飞机结构件是构成飞机机体骨架和气动外形的主要部件,功能重要.高速铣削是该类零件机械加工的最主要方法.高速数控加工中心和高速铣床已在航空制造企业中广泛应用.有关飞机结构件及航空铝合金的高速数控加工工艺,工艺人员及研究者已多有论述.本文总结归纳其中的若干关键问题,并评述其发展动态.     

基于微粒群的数控加工路径优化方法研究

在飞机结构件数控加工过程中,如何减少空程,实现数控加工路径的优化是数控编程急需解决的关键问题,直接影响数控加工效率。文章针对飞机结构件数控加工路径优化方法进行研究,提出一种改进的微粒群优化方法,并利用所提方法实现转角加工路径的优化,代替了人工随机确定转角加工路径的方法。文章最后利用所提方法对典型飞机结构件转角加工路径进行优化,仿真结果表明,针对数控加工路径优化问题,所提方法远远优于传统微粒群方法。     

高速切削参数优化加工技术的应用

为满足现代飞机隐身、超声速巡航、超常规机动、高信息感知能力、长寿命、结构轻量化等方面的性能要求,设计中大量采用了新技术、新结构、新材料,结构件也日趋向尺寸大型化、结构复杂化、制造精确化发展[1].结构件的发展趋势决定了其工艺特点:结构复杂,加工难度大;切削加工量大;薄壁,易变形;零件制造精度要求高等.     

高效数控加工技术

近年来,随着飞机性能的不断提升、飞机结构件日趋复杂化、大型化,对于相应的数控加工设备和技术提出了新的更高的要求。如何提高数控设备的效率、完善加工工艺已成为业界普遍关心的话题。本期     

面向飞机结构件加工的数控机床的发展方向

数控机床的发展极大地提高了航空制造技术的整体水平,同样,航空制造技术特别是飞机结构件加工的技术要求也加快了数控机床的发展历程,正是由于两者相互促进才使彼此得到共同的发展.文章从面向飞机结构件的技术要求出发,对未来数控机床发展方向进行了展望,包括高效数控机床的发展方向,难加工材料机床的发展方向,加工复合材料机床的发展方向以及数控系统的发展方向几个方面.     

航空零件数控加工的特点

随着近年来国内各类军民机的研制,国内主要航空企业在航空数控加工技术方面积累了大量的技术经验,解决了一系列关键技术难题,初步形成了以飞机大型复杂结构件制造为代表的关键技术优势。但是,随着我国大飞机项目的启动,航空零件数控加工技术将面临更大的挑战。