航空大型复杂结构件高效加工工艺应用试验研究

<正>一、概述国家科技重大专项课题"航空大型复杂结构件高效加工工艺应用试验研究",主要研究大型复杂飞机结构件多轴联动数控加工高效加工工艺及优化技术、基于三维模型的快速工艺规划及数控编程技术、数控程序质量控制技术、数控加工快速检测技术、多轴联动数控加工误差补偿及控制技术、切削参数优化及切削参数数据库构建技术,以及多轴联动数控机床改     

飞机结构件的数控加工技术研究

主要对飞机结构件的加工工艺和加工切削参数进行了研究。飞机结构件的结构复杂,材料加工难度很大,数控加工典型工艺的建立和加工参数的正确选择,在很大程度上可以降低成本,提高加工效率,更重要的是能够保证飞机结构件的加工品质。本文内容包括飞机结构件和材料特点的介绍、一般工艺和典型工艺的比较以及数控切削参数的研究。     

航空结构件数控加工变形及其控制策略

航空结构件加工变形直接影响了结构件的高效、高精加工,这也是航空结构件加工制造所面临的挑战。在对航空结构件分类的基础上分析了航空结构件数控加工变形的机理,指出残余应力、切削力与切削热、工件装夹条件、切削走刀路径等直接影响了数控加工变形。对航空结构件数控加工变形实施控制,具体措施为控制残余应力、优化加工参数、优化走刀路径和优化装夹布局等,为航空结构件数控加工变形控制提供参考。     

飞机结构件数控加工典型工艺及切削参数研究

飞机结构件的结构复杂,加工难度大,数控加工典型工艺的建立和加工参数的正确选择,可以降低成本,提高加工效率,更重要的是能够保证飞机结构件的加工质量。本文内容包括飞机结构件和材料特点的介绍、数控加工典型工艺以及数控切削参数的研究。     

碳化硅复合材料结构件的数控加工研究

对碳化硅复合材料结构件的数控加工工艺进行了研究。在研究中,分析了加工工艺性,选用了刀具与加工设备,确定了切削参数,并给出了加工过程中的注意事项。所做研究可以为类似结构件的数控加工提供参考。     

结构件数控编程切削参数优化

针对结构件数控编程的切削参数选择和优化问题,首先以经验公式为基础,考虑加工中机床和刀具约束条件,建立以进给量和切速为变量的多目标优化模型并利用遗传算法优化;而后应用Labview虚拟仪器技术,开发了结构件切削加工状态远程监测系统,实现了切削参数的采集、显示、存储及远程传输.通过实例验证了方法的可行性.     

超深结构大轴加工技术

以某超深结构大轴为载体,介绍了难加工材料AF1410钢的特性。采用正交试验法进行切削试验,得出适合加工该材料的刀具和切削参数。结合零件的结构特点,介绍了长径比超过8:1的超深型腔结构零件的数控加工方法,为大型复杂结构件制造提供了必要的技术途径和新的技术保障。     

弱刚度结构件切削加工残余应力的研究

弱刚度结构件具有刚度差和材料去除量大等特点,加工过程中产生的残余应力容易导致其加工变形,尤其对于精度要求高且厚度不均匀的弱刚度结构件,更有必要研究切削加工残余应力的影响因素,从而为控制弱刚度结构件的加工变形提供基础。根据正交切削理论和热弹塑性有限元理论建立了切削加工的三维有限元模型,对材料为40CrNiMo的变厚度弱刚度结构件进行了切削加工模拟,对切削过程中的残余应力进行了有限元计算。通过对比不同切削参数情况下残余应力的分布,得到了残余应力随切削参数的变化规律;将变厚度弱刚度结构件的加工分为二次等厚度的切削加工,通过与一次加工得到的残余应力进行对比,得到了2种不同加工工序对变厚度弱刚度结构件的残余应力影响规律。     

航空整体结构件的高速切削加工

针对航空整体结构件的形状复杂、壁薄、体积大等结构特性和材料去除率高、难加工、易变形的工艺特征,结合高速切削加工的技术和经济优势的特点,分析和讨论了航空整体结构件高速切削加工过程中涉及到的刀具材料、切削参数、走刀策略和装夹方式等对加工质量和加工效率产生的影响。     

切削参数智能化管理研究

提高数控加工效率的基础和关键是提高切削效率,而提高切削效率的基础和关键在于进行切削参数优化,切削参数的管理是数控加工中重要的一环。本文在切削工艺知识库的基础上,建立了统一于工艺知识驱动的切削参数管理的存储、优化、分析和使用的应用模式,并阐述了各部分的核心设计,使切削参数数据库具有数据优化、分析、筛选和使用智能化的功能。开展相关切削过程物理仿真和切削参数优化等研究为工艺知识驱动的切削参数管理奠定了理论基础。结合加工对象和条件集成切削参数管理的研究,为现有加工条件下数控高效加工提供了有效途径。