国产数控机床在航空制造业中的应用分析

Journal of Aerospace Science and Technology 国 际 航 空 航 天 科 学, 2014, 2, 19-25 Published Online June 2014 in Hans. http://www.hanspub.org/journal/jast http://dx.doi.org/10.12677/jast.2014.22003 Application Analysis of Domestic CNC Machine Tool in Aviation Manufacturing Industry Miao Shang 1, Guomin Lin 1, Yongtao Sun 2 1 Department of Graduate, Xijing University, Xi an 2 AVIC Xi an Aircraft Industry Company Ltd., Xi an Email: 445700839@qq.com, bgmlin@21cn.com, 951055338@qq.com Received: Apr. 28 th, 2014; revised: May 6 th, 2014; accepted: May 12 th, 2014 Copyright 2014 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ Abstract The applications of domestic CNC machine in typical aircraft parts machining are narrated in detail on the basis of the development of domestic CNC machines, and the disadvantages of the domestic CNC machines in the field of aviation engineering were also pointed out. What s more, some of the cases are proposed in order to put forward the measures to improve the turning and milling compound machining technology, reliability technology and cutting efficiency of cutting tool. Keywords CNC Machine Tools, Aviation Manufacturing, Composite Processing Technology, Reliability, Cutting Efficiency 国 产 数 控 机 床 在 航 空 制 造 业 中 的 应 用 分 析 尚 苗 1, 蔺 国 民 1 2, 孙 永 涛 1 西 京 学 院 研 究 生 部, 西 安 2 中 行 工 业 西 安 飞 机 工 业 有 限 责 任 公 司, 西 安 Email: 445700839@qq.com, bgmlin@21cn.com, 951055338@qq.com 收 稿 日 期 :2014 年 4 月 28 日 ; 修 回 日 期 :2014 年 5 月 6 日 ; 录 用 日 期 :2014 年 5 月 12 日 19

摘 要 在 论 述 国 产 数 控 机 床 发 展 现 状 基 础 上, 分 析 了 国 产 数 控 机 床 在 加 工 典 型 飞 机 零 件 中 的 应 用, 指 出 了 国 产 数 控 机 床 在 航 空 制 造 业 中 存 在 的 不 足, 并 以 飞 机 典 型 部 件 为 例 提 出 了 国 产 数 控 机 床 在 车 铣 复 合 加 工 技 术 可 靠 性 技 术 刀 具 切 削 效 率 方 面 的 改 进 方 法 关 键 词 数 控 机 床, 航 空 制 造, 复 合 加 工 技 术, 可 靠 性, 切 削 效 率 1. 引 言 飞 机 大 部 分 零 件 具 有 结 构 复 杂 轮 廓 尺 寸 大 协 调 位 置 多 加 工 精 度 要 求 高 等 特 点, 这 些 特 点 对 数 控 机 床 的 选 择 与 使 用 提 出 了 很 高 要 求 近 年 来 随 着 我 国 航 空 工 业 的 大 力 发 展, 国 产 数 控 机 床 取 得 了 很 大 成 就 国 产 数 控 机 床 不 仅 在 制 造 质 量 外 观 造 型 和 产 品 可 靠 性 等 方 面 得 到 了 很 大 提 升, 而 且 成 功 研 发 了 国 外 对 中 国 实 行 禁 运 的 五 轴 联 动 高 档 数 控 龙 门 镗 铣 床 五 轴 联 动 高 档 数 控 车 削 中 心, 极 大 的 促 进 了 国 产 数 控 机 床 在 航 空 制 造 业 中 的 应 用 及 发 展 2. 国 产 数 控 机 床 的 发 展 现 状 从 2012 年 起, 国 产 数 控 机 床 的 种 类 每 年 以 100 种 左 右 的 速 度 在 增 长, 仅 整 个 金 属 切 削 机 床 就 占 去 了 数 控 机 床 品 种 的 绝 大 部 分 在 2013 年 上 半 年, 国 产 数 控 金 属 切 削 机 床 的 产 量 达 了 36 万 台, 预 计 到 2015 年 中 国 金 属 切 削 机 床 工 业 总 产 值 将 超 过 20,000 亿 元, 成 为 全 球 第 一 大 金 属 切 削 机 床 生 产 基 地 和 国 际 水 平 相 比, 国 产 数 控 机 床 的 发 展 具 有 如 下 特 点 : 1) 国 产 数 控 机 床 在 产 品 数 量 技 术 水 平 管 理 服 务 等 方 面 已 取 得 巨 大 成 就, 与 国 际 先 进 水 平 差 距 逐 渐 缩 小 近 些 年 国 产 数 控 机 床 不 但 在 品 种 数 量 上 有 了 很 大 进 展, 而 且 产 品 的 技 术 水 平 和 质 量 也 有 了 很 大 提 高 其 中 五 轴 联 动 高 档 数 控 龙 门 镗 铣 床 五 轴 联 动 高 档 数 控 车 削 中 心, 是 航 空 造 船 电 力 等 行 业 急 需 的 关 键 设 备, 多 年 来 国 外 对 中 国 实 行 禁 运, 但 是 近 几 年 我 国 已 经 研 发 成 功 [1] 同 时 国 产 数 控 机 床 在 外 观 造 型 制 造 质 量 产 品 可 靠 性 和 服 务 等 方 面 进 行 了 诸 多 改 进, 目 前 产 品 种 类 可 与 日 美 德 意 等 国 并 驾 齐 驱 [2] 在 五 轴 联 动 数 控 机 床 数 控 超 重 型 机 床 立 式 卧 式 加 工 中 心 数 控 车 床 数 控 齿 轮 加 工 机 床 等 领 域, 部 分 技 术 已 经 达 到 世 界 先 进 水 平 目 前 我 国 开 发 和 制 造 了 世 界 最 大 的 28 米 数 控 立 式 铣 车 床, 5 米 500 吨 数 控 卧 式 镗 车 床,10.5 米 数 控 桥 式 龙 门 复 合 机 床 等, 改 变 了 世 界 少 数 国 家 对 数 控 机 床 产 业 的 垄 断 局 面, 加 速 了 我 国 制 造 业 的 发 展, 特 别 对 我 国 航 空 制 造 业 的 发 展 起 到 了 巨 大 推 动 作 用 2) 与 国 际 先 进 水 平 相 比, 国 产 数 控 机 床 在 其 核 心 技 术 关 键 配 件 刀 具 水 平 等 方 面 还 存 在 一 定 差 距 统 计 表 明, 组 成 数 控 系 统 的 显 示 器 伺 服 电 机 传 感 器 等 关 键 部 件, 绝 大 部 分 仍 需 要 从 国 外 进 口 国 内 能 制 作 的 中 高 端 数 控 机 床, 更 多 是 处 于 组 装 和 制 造 环 节, 普 遍 未 掌 握 核 心 技 术, 关 键 零 部 件 和 关 键 技 术 也 主 要 依 赖 进 口 特 别 是 数 控 刀 具 滞 后 现 象 表 现 更 为 突 出 国 产 数 控 刀 具 在 寿 命 可 靠 性 等 方 面 水 平 较 低, 在 品 种 性 能 和 质 量 上 都 远 远 不 能 满 足 用 户 需 求 由 于 国 产 刀 具 品 种 少 寿 命 低, 严 重 影 响 国 产 数 控 机 床 的 稳 定 性 可 靠 性 和 高 效 性 如 五 轴 联 动 数 控 机 床, 国 外 产 品 可 连 续 无 故 障 工 作 1500 小 时, 国 产 产 品 最 多 连 续 无 故 障 工 作 1000 小 时, 而 且 使 用 性 能 和 进 口 产 品 相 比 还 有 一 定 差 距 [3] 因 此 为 了 形 成 真 正 的 数 控 产 业, 国 产 数 控 机 床 急 需 树 立 民 族 品 牌, 促 进 技 术 创 新 和 成 果 转 化 与 市 场 的 快 速 衔 接, 以 及 引 进 20

先 进 的 管 理 机 制 等 3. 国 产 数 控 机 床 在 航 空 制 造 业 中 的 应 用 随 着 现 代 航 空 制 造 业 的 高 速 发 展, 飞 机 零 件 设 计 向 着 整 体 化 复 杂 化 方 向 发 展, 如 何 高 质 量 高 效 率 低 成 本 的 完 成 大 型 零 件 的 设 计 加 工 已 成 为 该 行 业 必 须 攻 克 的 难 题 近 年 来 随 着 国 内 各 类 军 民 机 的 研 制, 国 产 数 控 机 床 在 航 空 制 造 业 中, 已 初 步 形 成 了 以 飞 机 大 型 复 杂 结 构 件 的 制 造 为 代 表 的 关 键 技 术 优 势 [3], 特 别 是 在 飞 机 典 型 零 件 的 加 工 制 造 中, 国 产 数 控 机 床 的 优 势 就 表 现 的 更 为 显 著 3.1. 典 型 飞 机 零 件 特 征 分 析 典 型 飞 机 零 件 的 数 控 加 工 主 要 分 为 飞 机 机 身 结 构 件 加 工 和 飞 机 发 动 机 关 键 部 件 加 工 运 8 飞 机 整 体 外 形 示 意 图 如 图 1 所 示 1) 飞 机 机 身 结 构 件 主 要 由 梁 框 蒙 皮 接 头 壁 板 滑 轨 肋 板 筋 等 组 成, 这 些 结 构 将 机 翼 尾 翼 起 落 架 及 发 动 机 连 接 在 一 起, 形 成 了 一 架 完 整 的 飞 机, 飞 机 机 翼 结 构 示 意 图 如 图 2 所 示 飞 机 机 身 结 构 件 的 特 点 如 下 :1 梁 类 零 件 多 为 扁 平 细 长 件, 抗 弯 抗 扭 刚 度 大, 轮 廓 尺 寸 也 较 大, 有 的 梁 类 零 件 的 长 度 已 达 到 13 m, 毛 柸 由 板 材 和 铝 合 金 挤 压 而 成 ;2 框 类 零 件 根 据 用 途 的 不 同 分 为 加 强 框 隔 框 对 接 框 腹 板 框 等 加 强 框 框 距 较 大, 如 某 歼 击 机 加 强 框 框 距 为 300 mm 左 右, 大 型 运 输 机 框 距 为 300~500 mm 左 右, 框 的 总 重 量 占 机 身 结 构 重 量 的 27%~29%; 隔 框 的 构 造 形 式 分 为 环 形 钢 框 腹 板 框 构 架 式 框, 隔 框 由 模 锻 毛 胚 或 后 板 加 工 而 成, 需 要 通 过 加 强 型 材 提 高 腹 板 的 剪 切 稳 定 性 ;3 机 身 蒙 皮 构 成 机 身 气 动 外 形, 要 求 表 面 光 滑, 蒙 皮 材 料 一 般 采 用 铝 合 金, 如 LY2,2024-T4, 对 于 Ma > 3 的 飞 机, Figure 1. Y-8 plane contour map 图 1. 运 8 飞 机 外 形 示 意 图 Figure 2. Airplane wing structure diagram 图 2. 飞 机 机 翼 结 构 示 意 图 21

受 热 影 响 大 的 区 域 采 用 钛 合 金 或 不 锈 钢, 蒙 皮 的 厚 度 要 根 据 载 荷 工 艺 性 经 济 性 的 要 求 综 合 考 虑 4 接 头 滑 轨 等 零 件 结 构 复 杂 刚 性 大, 多 采 用 整 体 毛 坯 件 ; 表 面 光 滑 强 度 大, 加 工 后 出 现 毛 刺 等 缺 陷 不 允 许 人 工 去 除 ;5 筋 肋 板 等 零 件 变 斜 角 角 度 变 化 大, 原 材 料 去 除 量 大, 材 料 以 铝 合 金 为 主, 少 量 采 用 不 锈 钢 和 钛 合 金 钢 等 2) 飞 机 发 动 机 的 关 键 件 有 机 匣 各 类 叶 片 和 整 体 叶 盘 等 其 中 机 匣 尺 寸 较 大, 型 面 复 杂, 刚 性 结 构 弱, 壁 薄, 精 度 要 求 高, 加 工 难 度 大, 如 某 型 号 大 飞 机 的 大 型 风 扇 机 匣 外 形 尺 寸 为 φ1823.5 mm 546 mm, 最 薄 壁 仅 为 3 mm; 叶 片 型 面 较 复 杂, 强 度 较 高, 一 般 需 要 耐 高 温 的 钛 合 金 材 料, 如 某 大 型 宽 弦 空 心 风 扇 叶 片 采 用 宽 弦 空 心 带 阻 尼 凸 台 结 构, 直 径 φ1600 mm 以 上, 风 扇 叶 尖 速 度 高 达 457 m/s, 选 用 重 量 更 轻 的 钛 合 金 或 树 脂 基 材 料, 活 塞 式 航 空 发 动 机 的 结 构 图 如 图 3 所 示 整 体 叶 盘 是 典 型 的 薄 壁 盘 类 零 件, 整 体 叶 盘 通 道 窄 且 深, 开 阔 性 差 叶 片 薄 扭 曲 度 大 叶 展 长 受 力 易 变 形, 不 允 许 有 裂 纹 和 缺 陷, 加 工 中 需 要 数 控 卧 车 精 密 数 控 立 车 等, 而 且 要 求 加 工 机 床 的 刚 性 好, 定 位 精 度 高 等, 如 叶 盘 加 工 中 定 位 精 度 约 为 2~3 μm 3.2. 典 型 飞 机 零 件 加 工 方 法 根 据 典 型 飞 机 零 件 的 结 构 特 征, 进 行 加 工 工 艺 设 计, 按 照 工 艺 流 程 完 成 零 件 的 加 工 制 造 这 里 以 飞 机 机 身 结 构 件 中 的 关 键 接 头 和 发 动 机 整 体 叶 盘 为 例 说 明 典 型 飞 机 零 件 加 工 的 具 体 实 施 方 法 1) 机 身 接 头 类 零 件 的 加 工 机 身 接 头 是 机 身 各 部 件 间 以 及 机 身 与 其 他 部 件 间 相 连 接 的 关 键 部 件 接 头 类 零 件 结 构 复 杂 刚 性 差 协 调 难 度 大, 加 工 工 序 较 多, 工 艺 过 程 较 长 飞 机 机 身 中, 常 见 的 零 件 接 头 如 图 4 所 示 机 身 与 尾 翼 的 零 件 接 头 材 料 为 低 合 金 超 高 强 度 钢 和 300 M 钢 ( 超 高 强 度 钢 ), 机 身 与 其 他 Figure 3. Piston aircraft engine chart 图 3. 活 塞 式 航 空 发 动 机 的 结 构 图 Figure 4. Common joint of aircraft fuselage 图 4. 飞 机 机 身 常 见 接 头 22

部 件 的 连 接 接 头 多 为 LD5(5 号 锻 铝 ) LD10(10 号 锻 铝 ) LC4(4 号 超 硬 铝 ) 和 LY2(2 号 超 硬 铝 ), 如 接 头 类 零 件 的 毛 胚 选 择 模 锻 件, 加 工 工 序 选 择 集 中 原 则, 经 过 加 工 技 术 要 求 分 析 加 工 阶 段 划 分 定 位 基 准 选 择 热 处 理 及 表 面 处 理 工 序 安 排 辅 助 工 艺 安 排 等 工 作 后, 即 可 设 计 出 接 头 类 零 件 的 加 工 工 艺 在 加 工 制 造 中 接 头 的 头 部 耳 片 槽 及 两 侧 面 的 加 工 采 用 粗 铣 半 精 铣 热 处 理 精 加 工 的 方 式 来 完 成 ; 在 加 工 头 部 外 形 时 采 用 粗 铣 精 铣 等 加 工 方 案 ; 头 部 耳 片 上 孔 的 加 工 采 用 钻 初 孔 热 处 理 扩 孔 铰 孔 的 加 工 方 法 ; 长 槽 的 加 工 采 用 粗 铣 再 精 铣, 然 后 在 卧 式 铣 床 上 加 工, 即 它 是 一 种 合 二 ( 叶 片 轮 盘 ) 为 一 ( 叶 盘 ) 的 结 构 整 体 叶 盘 结 构 将 转 子 叶 片 和 轮 盘 制 成 一 体 2) 发 动 机 中 整 体 叶 盘 的 加 工 整 体 叶 盘 将 叶 片 和 轮 盘 合 二 为 一, 省 去 了 连 接 用 的 榫 头 榫 槽, 使 叶 盘 结 构 紧 凑, 减 轻 了 发 动 机 风 扇 压 气 机 及 涡 轮 等 转 动 部 件 的 重 量 目 前 国 内 整 体 叶 盘 的 加 工 主 要 以 锻 件 机 械 加 工 为 主, 也 就 是 五 坐 标 NC 加 工 方 法 [4] 五 坐 标 NC 加 工 整 体 叶 盘 的 工 艺 路 线 为 : 材 料 复 检 前 准 备 粗 加 工 半 精 加 工 精 加 工 车 配 合 尺 寸 孔 加 工 特 种 工 艺 及 辅 助 加 工 完 成 在 加 工 过 程 中, 通 过 插 铣 开 槽 加 工 去 除 了 绝 大 多 数 毛 柸 材 料, 通 过 对 称 螺 旋 铣 削 叶 片 有 效 控 制 了 粗 加 工 半 精 加 工 后 叶 片 内 应 力 非 对 称 释 放 等 问 题, 通 过 叶 盘 叶 片 前 后 缘 加 工 误 差 补 偿 技 术 解 决 了 叶 片 尺 寸 形 状 及 位 置 差 的 问 题 等 3.3. 国 产 数 控 机 床 在 加 工 典 型 飞 机 零 件 中 的 不 足 结 合 典 型 飞 机 零 件 的 特 征 分 析 和 典 型 飞 机 零 件 加 工 方 法, 国 产 数 控 机 床 在 车 铣 复 合 加 工 技 术 可 靠 性 技 术 刀 具 切 削 效 率 方 面 还 存 在 显 著 不 足, 具 体 体 现 在 以 下 方 面 : 1) 在 飞 机 机 身 零 件 加 工 中, 材 料 利 用 率 仅 为 5%~10% 左 右, 形 成 了 原 材 料 去 除 量 大 的 问 题 为 了 提 高 加 工 效 率, 国 产 数 控 机 床 复 合 加 工 技 术 有 了 一 定 程 度 发 展, 其 中 车 铣 复 合 加 工 技 术 较 为 典 型 车 铣 复 合 加 工 通 过 一 次 装 夹 就 可 以 完 成 大 部 分 的 表 面 加 工, 为 飞 机 机 身 零 件 的 加 工 提 供 了 先 进 的 解 决 方 案 但 在 实 际 应 用 中, 此 项 技 术 的 发 展 却 面 临 着 很 多 困 难 和 挑 战 其 中 加 工 方 法 决 策 技 术 加 工 工 步 排 序 技 术 和 干 涉 碰 撞 检 测 技 术 尚 处 于 探 索 阶 段, 由 于 这 些 核 心 问 题 还 未 解 决, 阻 止 了 国 产 数 控 机 床 复 合 加 工 技 术 的 发 展 2) 近 几 年 随 着 航 空 制 造 业 的 快 速 发 展, 典 型 飞 机 复 杂 零 件 的 加 工, 对 高 档 数 控 机 床 的 需 求 量 在 不 断 增 加 虽 然 国 产 高 档 数 控 机 床 的 发 展 也 取 得 了 很 大 的 成 就, 但 与 国 外 先 进 水 平 相 比, 其 在 稳 定 性 等 方 面 还 存 在 着 显 著 差 距 [5] 目 前 已 经 投 入 使 用 的 国 产 高 档 数 控 机 床 一 般 采 用 国 外 进 口 的 数 控 系 统 和 关 键 功 能 部 件, 虽 然 在 加 工 性 能 方 面 没 有 太 大 差 距, 但 机 床 辅 助 部 件 却 出 现 了 较 高 的 故 障 率, 同 时 由 于 部 件 装 配 调 试 水 平 还 存 在 的 不 足, 因 此 严 重 影 响 了 国 产 高 档 数 控 机 床 的 稳 定 性 3) 伴 随 着 超 高 强 度 钢 钛 合 金 耐 高 温 合 金 复 合 材 料 的 不 断 引 入, 航 空 产 品 对 刀 具 的 性 能 和 质 量 也 提 出 了 更 多 要 求 目 前 面 对 航 空 典 型 零 件 的 加 工, 国 产 数 控 机 床 的 刀 具 还 主 要 是 以 进 口 为 主 由 于 国 产 刀 具 与 进 口 刀 具 质 量 水 平 差 距 较 大, 高 端 产 品 质 量 不 够 稳 定, 种 类 规 格 较 少, 制 造 工 艺 较 差, 无 法 进 行 刀 具 性 能 验 证 等 原 因, 国 产 刀 具 的 采 购 量 始 终 处 于 较 低 水 平 4. 国 产 数 控 机 床 关 键 技 术 的 改 进 方 法 为 了 推 进 国 产 数 控 机 床 的 发 展, 满 足 国 产 数 控 机 床 在 航 空 制 造 业 中 的 使 用 需 求, 进 一 步 提 高 我 国 典 型 飞 机 零 件 的 生 产 质 量, 国 产 数 控 机 床 必 须 结 合 自 身 存 在 的 不 足, 在 总 结 以 往 经 验 的 基 础 上, 促 进 国 产 数 控 机 床 在 复 合 加 工 技 术 可 靠 性 技 术 刀 具 切 削 效 率 方 面 的 发 展 4.1. 车 铣 复 合 加 工 技 术 改 进 方 法 车 铣 复 合 加 工 技 术 作 为 一 种 高 效 率 高 精 度 的 先 进 数 控 加 工 技 术, 在 航 空 制 造 业 中 得 到 了 广 泛 的 应 用, 因 此 通 过 对 车 铣 复 合 加 工 技 术 先 进 工 艺 设 计 方 法 的 改 进, 可 以 极 大 的 提 高 设 备 的 使 用 功 能 23

1) 改 进 加 工 方 法 决 策 技 术 首 先 通 过 从 加 工 方 法 知 识 库 中 获 取 加 工 方 法 信 息 [6], 再 将 知 识 库 中 给 定 的 属 性 值 与 特 征 数 据 进 行 比 较, 然 后 与 几 何 特 征 材 料 精 度 及 热 处 理 等 信 息 进 行 匹 配, 最 终 得 出 符 合 条 件 的 可 行 加 工 方 法, 选 择 最 优 的 加 工 方 法 作 为 决 策 结 果, 进 而 实 现 加 工 方 法 决 策 技 术 的 改 进, 实 现 工 艺 设 计 的 智 能 化 水 平 2) 改 进 工 步 排 序 技 术 根 据 产 品 特 征 之 间 的 拓 扑 关 系 和 工 艺 知 识 准 则, 利 用 人 工 智 能 技 术 进 行 工 艺 排 序 的 研 究, 设 计 工 步 有 向 图, 以 有 向 图 的 形 式 表 达 工 步 之 间 的 优 先 关 系, 使 同 步 工 步 之 间 的 加 工 时 间 差 最 小, 减 少 刀 架 的 等 待 时 间, 进 而 实 现 工 序 排 序 技 术 的 改 进 3) 改 进 碰 撞 检 测 技 术 通 过 基 层 次 包 围 盒 的 碰 撞 检 测 算 法 对 车 铣 复 合 工 艺 方 案 中 可 能 存 在 的 碰 撞 进 行 实 时 跟 踪 检 测, 快 速 剔 除 不 发 生 碰 撞 的 对 象, 借 助 双 基 时 差 定 位 方 法 提 高 测 量 精 度 [7], 进 而 提 高 检 测 效 率, 帮 助 工 艺 设 计 人 员 及 时 修 正 运 动 参 数 或 工 艺 方 案, 提 高 修 正 效 率, 实 现 碰 撞 检 测 技 术 的 改 进 4.2. 可 靠 性 技 术 改 进 措 施 为 了 促 进 国 产 数 控 机 床 可 靠 性 的 发 展, 需 要 从 可 靠 性 建 模 故 障 分 析 可 靠 性 设 计 与 实 验 等 方 面 进 行 改 进 1) 通 过 修 复 如 旧 的 假 设 和 时 间 动 态 模 型 的 建 立, 使 机 床 可 靠 性 的 建 模 更 加 逼 真, 为 数 控 机 床 可 靠 性 的 设 计 提 供 重 要 依 据 2) 通 过 研 发 数 控 机 床 故 障 分 析 的 应 用 软 件, 实 现 数 控 机 床 的 故 障 数 据 管 理 及 可 靠 性 评 估 等 功 能 3) 通 过 完 善 可 靠 性 准 则, 优 化 可 靠 性 分 配 设 计 和 基 于 故 障 分 析 的 可 靠 性 增 长 设 计 等, 促 进 数 控 机 床 可 靠 性 综 合 理 念 与 方 法 的 改 进 4) 通 过 借 鉴 有 关 设 备 可 靠 性 原 理 及 现 有 技 术, 研 发 具 有 工 况 模 拟 能 力 的 可 靠 性 实 验 系 统, 进 而 提 升 数 控 机 床 关 键 部 件 的 可 靠 性 4.3. 刀 具 切 削 效 率 的 提 升 途 径 为 了 提 高 国 产 数 控 机 床 的 刀 具 切 削 效 率, 可 以 通 过 以 下 两 个 方 面 进 行 改 进 首 先, 实 现 高 新 切 削 技 术 的 推 广, 通 过 推 广 应 用 一 批 先 进 的 成 熟 的 适 用 的 高 新 切 削 技 术, 来 加 快 新 型 刀 切 削 材 料 新 型 刀 具 结 构 新 型 切 削 技 术 的 研 究 其 次, 提 高 工 艺 水 平, 减 少 刀 具 消 耗, 通 过 对 典 型 零 件 原 有 工 艺 进 行 分 析, 选 配 合 适 的 加 工 工 具, 优 化 走 刀 路 线, 减 少 走 刀 次 数, 优 化 切 削 参 数, 最 终 达 到 减 少 刀 具 消 耗 量 的 目 的 5. 结 束 语 随 着 现 代 飞 机 性 能 的 不 断 提 升, 飞 机 零 件 正 朝 着 整 体 化 大 型 化 复 杂 化 新 材 料 大 量 应 用 等 方 向 发 展 国 产 数 控 机 床 作 为 我 国 制 造 业 的 发 展 支 柱, 对 于 促 进 国 产 数 控 机 床 在 航 空 制 造 领 域 中 的 发 展 具 有 重 要 意 义 本 文 以 飞 机 机 身 零 件 和 发 动 机 部 件 为 例, 分 析 了 典 型 飞 机 零 件 的 特 征 及 加 工 方 法, 结 合 生 产 实 际 指 出 了 国 产 数 控 机 床 在 航 空 制 造 业 中 存 在 的 显 著 不 足, 并 指 出 可 以 通 过 改 进 加 工 方 法 决 策 技 术 工 步 排 序 技 术 碰 撞 检 测 技 术 来 实 现 车 铣 复 合 加 工 技 术 改 进 ; 通 过 可 靠 性 建 模 故 障 分 析 可 靠 性 设 计 与 实 验 等 方 法 实 现 数 控 机 床 可 靠 性 的 改 进 ; 通 过 推 广 高 新 切 削 技 术 和 提 高 刀 具 工 艺 水 平 来 提 升 刀 具 切 削 效 率 同 时 通 过 总 结 以 往 经 验 促 进 国 产 数 控 机 床 关 键 技 术 改 进, 关 键 部 件 的 改 进, 以 及 智 能 化 的 发 展, 绿 色 制 造 技 术 的 引 入, 服 务 管 理 水 平 的 提 升 等 方 法, 也 将 加 快 国 产 数 控 机 床 在 航 空 制 造 业 中 的 发 展 参 考 文 献 (References) [1] 尹 哲 辉 (2013) 沈 阳 机 床 i5 数 控 系 统 智 能 机 床 进 入 产 业 化. 中 国 证 卷 报, 22, 4-22. [2] Masahiko, M., Makoto, F. and Oda, Y. (2012) da Y. 5 axis mill turn and hybrid machining for advanced application. 24

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