矩阵式数控加工在航空结构件批生产中的应用

以大批量数控加工的航空结构件生产为研究对象,运用人工干预环节集中化、数控加工过程自动化的理念,探索利用矩阵式数控加工进行多零件同时生产的应用方案。多零件集中装夹,通过系统自动读入每个零件的加工原点,自动调用零件的加工程序,完成相同(或不同)零件数控加工,在充分利用机床工作台面的同时,解决了批量生产过程中零件频繁装夹、找正、换刀和频繁调用加工程序的难题,达到降低劳动强度,提高生产效率的目的。     

应用数控铣床加工镁合金零件

我车间于一九七五年开始应用数控铣床加工镁合金零件。一般加工精度可达0.1毫米。到现在为止,共加工了28项计1万多件零件。一、典型零件加工举例当前,我车间的数控铣床主要用于批生产。取代原来硬式靠模加工工序,以及新机研制中的复杂零件的加工。加工的典型零件如: 1.长板条形零件(见图1) 原来按划线分三道工序加工,单件铣工工对75分钟,钳工工时30分钟。采用数控加工后,单件铣工工时降为20分钟,钳工工时降为4分钟。 2.封闭曲线形零件(见图2)     

在2 1/2座标数控铣床上实现双曲面外形加工的行切中心轨迹法

我厂现有两种国产数控铣床的控制系统BK—211A和SK—232都是两个半(2(1/2))座标数控机床。几年来,大多加工平面零件,对于外形复杂的双曲面零件,一直没有配置相应的加工软件。为了扩大数控设备的应用范围,提高生产效率,实现数控加工的自动编程,提出在2(1/2)座标数控铣床上实现双曲面外形加工的程序设计任务。 在2(1/2)座标的数控铣床上实现曲面零件的数控加工在我国已经得到了一定的应用。有的     

CAD/CAM在台体加工中的应用

结合惯性平台典型复杂零件台体的数控加工,解决了CAM加工坐标系(MCS)的设置及其与机床加工坐标系的协调一致问题、双转台式五轴铣加工中心的后置处理坐标转换问题,完成了台体的数控加工程序设计,提高了台体零件的加工效率。     

高性能数控切削刀具的管理技术

航空航天制造业的加工方式以小批量、多品种混线加工为主,相对于大批量生产的汽车制造行业,在零件切削加工生产中,由于零件材料的难加工和零件结构的难加工特性,不仅对高性能数控刀具有迫切的需求,而且合适的刀具管理技术对数控生产质量的提升具有重要的意义和应用价值。采用数控机床进行金属切削加工,不仅是航空航天制造业的主要金属切削方式,也在整个工业生产中占据主流。在数控切削方式的变革中,生产质量管理也发生了很大的变革。     

基于虚拟控制面约束的机匣类零件工序模型建立方法

在多岛屿特征机匣类零件的数控加工中,建立准确的加工工序模型是实现该类零件智能加工的关键技术。为了获得多岛屿特征机匣类零件准确的加工工序模型,提出了一种基于虚拟控制面约束的机匣类零件工序模型建立方法。首先,根据多岛屿特征机匣类零件的加工特征对建模过程中虚拟控制面约束的引入进行了分析,并结合虚拟控制面约束思想给出了拉格朗日超限插值的建模理论;然后,结合机匣类零件的几何特征确定了虚拟控制面的分布位置和几何形状的计算方法,在此基础上根据虚拟控制面建模理论构造了中间变形曲面,依据切削深度约束确定了工序模型,并对其进行了轨迹规划;最后,在一类多岛屿特征的机匣零件上对算法进行了验证,结果表明,本文方法能够根据机匣零件加工特征分布情况有效地控制工序模型的几何形状,避免了同时处理多个加工特征所导致的工序曲面过早趋于复杂现象,为多岛屿特征机匣类零件的数控加工提供有效的工序模型,一定程度上降低了该类零件数控加工的工艺规划难度。     

通过任务驱动教学模式提高教师实践技能

根据数控加工任务驱动教学的改革与实践,提出通过任务驱动教学过程提高教师实践技能的方法,在数控加工任务驱动中,当教师准备课程时,通过试做任务(目标零件)、完成任务(加工目标零件),可有效地提高实践技能.这为适应工学结合教学改革,提高教师实践技能素质,做了有益的探索.     

10060框的数控加工

１００６０框是一项较为典型的整体框类零件，其数控加工难度较大，目前国内尚无该类零件加工的先例。本文较为详细地介绍了１００６０框数控加工程序的编制与验证等加工过程，以及在加工过程中所应用的一些新技术。     

二维半零件的简易造型方法和数控加工刀具轨迹生成

从工程实际应用出发,设计了满足数控加工编程需要的二维半零件的简易造型方法,研究了该类零件数控加工刀具轨迹的计算方法,并在ＳｕｐｅｒＭａｎＣＡＤ／ＣＡＭ系统中得以实现。     

基于UG12.0的多个零件正反面数控加工工艺研究

为了提高厚度相近的多个零件加工质量和生产效率,利用UG12.0软件进行零件三维数字模型设计、加工位置排版与数控程序编制,在加工模块中设置辅助基准来确定正反面位置关系,实现在一个毛坯件上加工多个零件正反两面的加工工艺,并用数控铣床加工,进行验证。结果证明这一加工工艺规程切实可行。研究结果对改进传统加工工艺设计提供一定参考。     

基于控制线的开式整体叶盘叶片四轴数控加工刀轴控制方法

针对开式整体叶盘叶片数控加工中存在的干涉及刀轴变化稳定性问题,提出了一种基于刀轴控制线的四轴刀轴矢量控制方法。阐述了基于刀轴控制线的四轴刀轴控制基本原理,通过对四轴无干涉刀轴摆动区间的计算,建立了四轴无干涉刀轴控制面;根据控制线生成准则,给出了在刀轴控制面上生成刀轴控制线的具体算法。实验验证表明,该方法不仅可解决开式整体叶盘叶片加工中的刀具干涉问题,而且有效避免了刀轴突变引起的叶片啃伤现象,明显提高了叶片表面的加工质量。     

开式整体叶盘四坐标插铣开槽粗加工刀位轨迹规划

提出在开式整体叶盘的粗加工阶段,采用插铣加工代替传统的五轴数控加工点铣和侧铣,实现高效加工.提出将自由曲面蜕变为直纹面,将复杂自由曲面粗加工问题转化为简单的直纹面粗加工问题.这种方法的加工效率比传统加工方法提高约60%以上.     

整体叶轮的数控电解加工及其在航天制造中的应用前景

综述了整体叶轮的主要加工方法及其比较，就数控展成电解加工的重要技术特点(可以综合发挥数控技术和电解加工两者的技术优点)进行了论述，展示了数控电解在加工整体叶轮、解决以数控铣、精密铸造难加工或不能加工的技术难题方面所显示的优越性。该项工艺技术对于新型航天发动机的研制具有重要意义和广阔的应用前景。     

5轴数控机床发展与应用

论述了5坐标联动数控机床和它典型5种结构、应用历史和用于加工复杂零件的优点以及它对发展制造业的重要作用。并较详细介绍了5轴数控机床在工业中应用现状。     

线状阴极数控展成电解加工成形规律的研究

分析了数控展成电解加工成形规律研究的必要性,对展成电解加工进给运动进行分析简化,提出一种在工程中实用的加工间隙计算方法,并对实际求解结果和试验结果进行比较验证,用此研究结果指导数控编程,取得了良好的应用效果     

基于MBD的数控加工工艺设计系统

MBD模型作为制造过程中唯一依据逐步成为航空制造业的发展趋势,并已应用到CAD/CAM中。但MBD技术尚未在CAPP中展开应用,导致MBD数据集在CAD/CAPP/CAM的集成设计制造过程中无法连续传递。针对航空数控加工需求,建立了基于图层的数控加工MBD工艺模型,提出了基于MBD的数控工艺设计流程,并设计开发了基于MBD的数控加工CAPP系统,实现了UG平台上集成设计制造的MBD应用。     

飞机结构件数控加工变形控制研究与仿真

以飞机弧形结构件这一典型易变形的零件为例,研究数控加工变形情况及其影响因素,分析数控加工过程中切削力对变形、残余应力对加工变形、装夹布局对飞机结构件数控加工变形的影响,并针对所研究的3个方面建立相应的物理仿真模型,模拟加工变形情况,提出了相应的解决方案。     

复杂结构件数控加工浮动装夹自适应控制方法

为了减小复杂结构件数控加工产生的变形,满足装夹自适应调整需求,基于浮动装夹加工原理提出了浮动装夹自适应控制方法,研究了基于CAN(Controller Area Network)总线的浮动装夹系统通信、零件受力和变形的监测与检测、基于OPC(OLE for Process Control)的机床状态监测、数控机床和夹具协同控制等关键技术,开发了浮动装夹自适应控制系统。此系统在航空制造企业进行了实际加工应用验证,能够实现装夹自适应调整,满足工业应用需求。     

Process-scheme-driven N C machining cell for automatic construction of aircraft structural parts

In order to enhance the NC programming efficiency and quality of aircraft structural parts （ASPs）, an intelligent NC programming pattern driven by process schemes is presented. In this pattern, the NC machining cell is the minimal organizational structure in the technological process, consisting of an operation machining volume cell, and the type and parameters of the machining operation. After the machining cell construction, the final NC program can be easily obtained in a CAD/CAM system by instantiating the machining operation for each machining cell. Accordingly, how to automatically establish the machining cells is a key issue in intelligent NC program- ming. On the basis of the NC machining craft of ASP, the paper aims to make an in-depth research on this issue. Firstly, some new terms about the residual volume and the machinable volume are defined, and then, the technological process is modeled with a process scheme. Secondly, the approach to building the machining cells is introduced, in which real-time complement machining is mainly considered to avoid interference and overcutting. Thirdly, the implementing algorithm is designed and applied to the Intelligent NC Programming System of ASP. Finally, the developed algorithm is validated through two case studies.     

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%。