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機械加工

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國內航空零件數控加工技術現狀

與其他行業產品相比,航空類產品零件具有一些顯著的特征,從而決定了航空零件數控加工技術的特點以及發展的方向。這些特征主要體現在以下方面:

(1)產品類型復雜,具有小批量、多樣化特點。由于現代飛機結構復雜,零件品種繁多,同時,飛機研制通常為小批量生產,因此無法采用大規模流水線生產方式來提高效率和降低成本,因此航空零件數控加工也必須適應這種特點。

(2)結構趨于復雜化和整體化,工藝難度大,加工過程復雜,F代數控技術的進步促使航空零件的設計趨于復雜化和整體化,簡化裝配,提高結構性能,這也給數控加工技術提出了更高的要求。

(3)薄壁化、大型化特點突出,變形控制極為關鍵。為了控制飛機重量,飛機零件的一個顯著特點就是進行了薄壁化設計,另一方面,飛機的大型化也使得零件結構趨于大型化,出現了許多超大型零件,因此加工變形成為了突出的矛盾。如圖1所示為典型飛機薄壁結構件—787短艙梁。

(4)材料去除量大,切削加工效率問題突出。飛機零件材料去除量一般都在90%以上,切削效率對生產周期和成本影響較大。

(5)質量控制要求高。航空零件由于具有極高的安全性要求,對產品質量控制十分嚴格。

(6)產品材料多樣。隨著材料、冶金技術的發展,高強度鈦合金、復合材料等的應用范圍和用量正在逐步地得到擴展,對航空數控加工技術的適應性提出了廣泛的要求。

(7)大型結構件毛料價值高,質量風險大。

經過多年的技術應用研究和探索,我國在航空零件數控加工技術研究與應用上取得了較大的進步,但是目前我國數控加工整體技術水平和國外先進水平差距仍較大,尤其在大型結構件研制方面,存在諸多下述亟待解決的問題:

(1)混線生產,專業化、集成化程度低。在目前的生產資源配置中,普遍存在專業化程度低,布局不合理,各種類型產品交叉生產現象嚴重,極大地制約了產品效率的提高。

(2)數控加工準備時間、輔助時間占用過多,裝夾效率低下。在數控加工中程序調整、工裝夾具準備、刀具準備及零件檢測等占用的時間較多,加工效率偏低。據統計,機床有效切削時間比例僅為30%,極大地影響了產品加工效率的提高。

(3)切削加工效率低,高速切削應用比例較低。在數控加工仿真、程序優化、工藝參數庫、制造資源管理等方面與高效加工需求存在一定的差距,切削參數不合理、機床利用率低等現狀極大地制約了高效數控加工技術的發展。特別是飛機大型零件,材料去除量大,加工周期長,加工效率低成為制約生產研制的突出矛盾。

(4)信息化程度低,制約了生產研制的高效運作。數控機床是一個孤島,各環節數據信息傳遞和交換存在瓶頸,總體上制約了企業的高效運作,影響生產效率。

(5)大型結構件變形控制仍然是亟待突破的難題。不同類型的航空零件結構、尺寸、材料各不相同,難以掌握準確的變形規律,是數控加工中最大的變數之一。

(6)研制成本高,研制風險大。大型航空結構件、新型材料構件等一般毛料價值較高,任何質量損失都會給企業帶來巨大的財產損失。


TAG:國內航空零件,數控加工技術現狀
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