对于飞机制造业来说,新工业时代的到来使得数字化、智能化、自动化成为其未来发展的主要趋势。这无疑对飞机结构件的生产线加工提出了更高的要求。分析和掌握其关键技术,为该技术的更好应用和发展创造良好条件。
一、飞机结构件数控加工技术综述
在现代飞机的设计制造中,为了提高结构件的可靠性,飞机的结构件一般都是基于厚壁和薄壁的框架。因此,在设计和操作上具有物理精度高的优点。过去小结构件焊接和激光焊接的加工率为90%或98%。同时,薄壁结构削弱其结构,结构顶部复杂,底板厚度小于1mm。为了满足精密装配的要求,飞机工业需要对零部件的各种形状、位置和尺寸的精度达到最大,高于上一代飞机的平均高精度。飞机结构复杂,操作困难。这些部件的理论形式复杂,如机身形状、机翼形状、机身面积形状等,需要多个部件的组合。这种薄壁结构很容易变形。薄壁和深壁大量存在,典型的复合结构相对薄弱。
二、飞机结构件的特点和难点
加工时容易变形。飞机结构复杂,特点种类繁多。必须考虑结构件的紧固位置,如开管、闪孔等。其次,飞机结构具有丰富的薄壁结构和刚度。加工过程中切削参数调整不当会影响加工质量和效率。由于飞机结构件加工特性的多样性,切削参数必须考虑特性的特性。最后,由于飞机结构件尺寸大、盲目性高,一般工艺只能在试验后进行加工。所测结构件可以在一定程度上反映飞机的结构和工艺特性,适合于工艺试验。
三、飞机结构件典型数控加工技术现状
由于航空产品不同于其他行业的产品,航空零部件数控加工技术的特点也不同于其他行业。其研发方向也有所不同。对于生产飞机研制产品来说,由于飞机本身比较复杂,型号也有多种。因此,使用大规模的生产线来降低成本是不可能的。另一方面,随着航空结构件结构的复杂化和集成化,工艺难度系数不断增大,加工工艺越来越复杂,使得对现代数控技术的要求不断提高。此外,大型飞机也使得零部件趋于大规模,超大型零部件存在很多问题。因此,加工变形成为一个突出的缺点。数据处理的典型过程是在分析结构件结构等过程特征的基础上进行分类、分组,形成统一的处理方法的工作。在一定程度上,典型的数据处理过程不仅仅是对一个结构件的研究,而是以结构相似的结构件或一组结构件为研究对象进行分析的制造过程。然后根据企业的实际情况和产品的要求选择工艺方法。之后,使用通用技术来修复文档的形式。并指导相关工艺文件的编制。结构件分类是实现典型数控加工过程工艺统一的前提。以前用属性来加工各种结构件,现在用统一的工艺来代替成组。这些措施和变化有利于工艺和工艺设备的统一。并促进流程的标准化。特别是在要求更高的情况下,存在产品品种单一、产品差异化小、部件相似性高等一系列问题。从而加快了典型数控加工工艺投入生产的步伐。
四、飞机结构件典型数控加工技术切削参数
4.1切削参数的选择
相关人员在从事飞机结构数控加工时,应注意切削参数的准确选择,因为这是影响数控加工质量和效率的重要因素。要想正确的选择切削参数,需要参考相关的选择标准。相关标准和原则包括以下四点。首先,铣削量应该有一定的限制。合理地控制它。此外,选择合理的用量时还应考虑刀具的耐用性和刚性。在冷却条件下,可以在一定范围内提高刀具的耐用性,有效解决频繁停机换刀的问题。从而大大提高了效率。
4.2切削参数的制定
在粗加工中,工艺系统的刚度、切削力和刀具尺寸都是选择各齿进给速度时要考虑的因素。所确定的进给速度应能保证机床和刀具具有一定的耐压性,不会因切削力过大而损坏。切削力引起的干涉程度不超过工件精度允许值。此外,还应控制表面粗糙度值,以免过大。在精加工和半精加工过程中,需要结合粗糙度、关键材料和刀尖圆弧半径来选择生产过程中每个齿的进给速度。
4.3合理选择切削参数的方法
切削参数的选择有多种方法。经过归纳,大致可以分为以下几种方法。切割数据库是在大量实验的基础上建立起来的。当需要选择切削参数时,使用数据库直接调用。该方法具有快速、有效的特点。但是,早期的数据库构建工作非常复杂,工作量也很大。采用相应的理论公式进行计算。这种方法的准确性不能保证,因为它很容易受到环境的影响。要总结出一个完美的公式也是相当困难的。
五、数控加工工艺系统应用的实现
大型国有航空公司投资购买了数十亿台先进的数控机床,但设备使用效率高。随着整体结构件和特殊结构件材料的增长,特别是加工精度要求的提高,机床的性能可以按照国际标准提供的型号进行测试,而不是数控编程和加工技术。结构件的结构复杂,加工程度高,包括容易变形的薄结构。对电压系统、界面策略和切削参数要求较高,包括大量薄结构、大曲面和多轴五轴加工。数控刀具的通用性和数控系统的辅助性能对刀具轨迹和切削参数有很高的要求。结构件的功能类型不同,尺寸范围大,按强度校核的参数也不同,对切削参数的要求也高。在加工过程系统的实现过程中,需要使用合适的测试方法对所建模型进行测试,主要分为数控编程测试和加工过程测试两部分。目前,数控编程有两种。一种是手动数字编程。手动数字编程应手动选择行车几何形状,手动确定设计;另一个是自动数字控制程序的设计,这意味着该技术不需要选择驾驶几何。自动编程系统自动识别由该功能驱动的几何形状,并在加工完成后自动确定被加工刀具的路径。可以显著提高数控程序的设计效率和质量,是CAM软件的发展方向。因此,以自动数字编程为例,测试过程中的自动数字编程是基于自动识别的。通过特性测试的准确性和有效性来评价自动编程的有效性。飞机部件自动识别功能的评价、飞机部件处理功能的定义、单侧识别、表面识别等是飞机部件识别的关键。自动化程序的另一个阶段是技术决策的自动决策,主要涉及机床、机床床架、电压方法和决策顺序的决策,刀具决策和加工顺序的决策,包括功能加工程序的决策。
六、总结
随着现代飞机制造业的不断崛起和发展,以及数控技术的不断提高,其效率比以前更高,精度有了明显的提高,自动化程度也在不断提高。因此,越来越多的飞机制造行业采用数控加工作为飞机结构件加工的重要组成部分。同时也不难发现,飞机工业的发展也带动了数控加工技术的发展。飞机结构件的典型数控加工工艺和切削参数对产品的加工质量起着非常重要的作用。本文从对飞机结构件结构分析入手,介绍了飞机结构件切削参数的选择以及数据系统分析,从而提高了飞机结构件的数控加工效率和质量。随着新一代飞机性能的提高和数控技术的快速发展,各种结构的零部件得到了广泛的应用。基于特征研究飞机结构件的加工工艺,可以有效解决飞机结构件设计性能低、质量不稳定的问题,提高中国飞机制造业的制造水平。为了满足结构件生产加工技术不断发展的需要,需要适当改变现有的生产加工方式,使生产线加工制造实现信息化、数字化。这样在提高实际加工效率的同时,也可以为后续的智能加工生产打下良好的基础。
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