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航空零件制造中的数控加工技术(组图)_5

未知 2019-11-18 14:24

  数控加工技术已经成为飞机制造的关键技术之一。航空零部件有其独有的特点,如薄壁、易变形、曲面复杂、材料难以加工等,如何高质量、高效率、低成本地完成大型航空零件的数控加工仍是我国航空界面临的重大挑战。

  数控加工技术的进步使飞机设计理念发生了转变,零件设计向整体化、复杂化方向发展,同时,设计理念的转变也给数控加工技术提出了新的挑战,如何高质量、高效率、低成本地完成大型零件的数控加工成为了必须攻克的难题。

  高效数控加工的实现必须依托于高性能的机床设备、高性能的加工工具及完备的辅助系统来实现。为了满足高效加工技术的需要,加工刀具是必不可少的环节,同时与之相应的机床加工设备也显得更为重要。在当前的国际制造领域内,仍然是国外发达国家掌握着高效加工工具和高效加工设备的核心技术,包括机床主机与辅助功能设备的设计、分析、装配制造,关键零部件的制造与应用(如丝杠、大扭矩主轴、高速电主轴、力矩电机、直线导轨、光栅尺、自动转台),高档数控系统的开发与应用,特别是五轴联动及多轴控制系统的开发与可靠应用等等。

航空数控加工技术

航空数控加工技术

  在发达国家,航空零件的制造加工过程普遍实现了高度专业化、信息化和自动化,不需要人工干预,装夹定位过程简单快捷,加工效率高(如图2为空客带自动托盘交换的卧式加工中心加工的大型梁类零件),这些特性主要体现在以下方面:高度专业化的生产资源配置和布局;普遍应用高速无人干预加工技术;普遍应用大功率高效切削,主轴功率使用率在70%以上;普遍实现快速装夹、托盘交换等不间断加工过程,减少空机时间;生产资源集成化信息管理程度高;配套设施完备:包括主轴测头、集中刀库、安全防护、铝屑处理系统等;采用自动测刀,芯片读写的方式进行刀具参数、刀具寿命管理。

  对高速加工的数控设备来说,正确设计夹具、缩短夹具生产准备周期,实现零件在数控机床上的快速装夹定位非常重要,能大大提高有效切削时间比例,保证加工质量,从而达到提高数控加工效率的最终目的。在传统夹具体上,采用机械定位、人工夹紧和拆卸通常要花费大量的时间和人力,而高速加工大型工件时,采用半自动化或全自动化装夹技术是非常有经济价值的,液压定位和夹紧非常有效。

  液压夹具的主要优势是节省夹紧和松卸工件时所花的大量时间,有关统计资料表明液压夹紧相比机械夹紧节省约90%的时间,缩小了生产循环周期,降低了成本。另一个明显的优势在于夹紧力在定位和夹紧过程中保持恒定不变,从而确保了同一道工序下加工质量的一致性。

  柔性夹具系统也是一种新型的替代传统夹具的装夹系统。目前先进的柔性夹具系统都具有自适应能力,针对产品变化实现自动化调整,从而适应了产品变化较大时的情况(如图3所示的空客-MELT全自动柔性装夹系统及生产线)。

航空数控加工技术

航空数控加工技术

航空数控加工技术

  现代飞机的高性能要求其结构具有轻量化、薄壁化和整体化的特点,零件须实现较高的精度和表面质量,传统的低速加工方法已经难以满足现代航空制造的需要。大量的型号研制应用证明,高速切削加工技术具有极大的优越性,不仅加工效率大大提高,零件的加工质量也得到提高。

航空数控加工技术

航空数控加工技术

  随着产品任务量的加大、设备的增加,用于机械加工的刀具需求量也越来越大,品种也越来越多。但长期以来,刀具管理模式主要采用人工管理模式,刀具管理制度不健全,刀具库房不规范,在刀具的集中配置方面不完善,严重影响了刀具管理水平,增加了数控加工的准备时间,制约了数控加工的效率和加工能力的进一步提高。随着数控加工和刀具技术的高速发展,面对高效生产的挑战和不断降低制造成本的压力,刀具的管理成为各制造企业日益关注的热点。

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