先進(jìn)數(shù)控技術(shù)分析(已修改)
2025-01-08 13:32 本頁面
【正文】 先進(jìn)數(shù)控技術(shù)分析 基于 CATIA的飛行器數(shù)控加工技術(shù)分析 全組目錄 航空制造業(yè)特點(diǎn) 數(shù)控系統(tǒng) 分析 機(jī)床 分析 轉(zhuǎn)換成代碼前處理 代碼 后處理 分析 航空 增材制造分析 基于 CATIA的飛行器數(shù)控加工技術(shù)分析 1 序言 2 航空制造業(yè)特點(diǎn) 4 航空增材制造分析 個(gè)人目錄 基于 CATIA的飛行器數(shù)控加工技術(shù)分析 序言 1 01 課題來源 由于我之前在進(jìn)行學(xué)科課程設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)數(shù)控加工技術(shù)產(chǎn)生了較為濃厚的興趣，對(duì)于沈飛車間的加工的零件和機(jī)床感到很“親切”，結(jié)合我們之前在學(xué)習(xí)飛行器制造工藝學(xué)課程時(shí)對(duì)數(shù)控加工的技術(shù)知識(shí)，于是想到做這方面的專題報(bào)告。 在暑假中，我在閱讀新聞時(shí)偶然得知沈陽飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)公司于 2023年突破了飛機(jī)鈦合金小型、次承力結(jié)構(gòu)件激光增材制造關(guān)鍵技術(shù)，并成功實(shí)現(xiàn)在我國某型艦載機(jī)上的進(jìn)行裝機(jī)工程應(yīng)用，使我國成為當(dāng)時(shí)繼美國（ 2023年）之后國際上第 2個(gè)實(shí)現(xiàn)激光增材制造鈦合金小型、次承力構(gòu)件實(shí)際裝機(jī)工程應(yīng)用的國家，在進(jìn)一步查閱關(guān)于增材制造的資料，對(duì)原有的報(bào)告進(jìn)行了進(jìn)一步的完善。 基于 CATIA的飛行器數(shù)控加工技術(shù)分析 基于 CATIA的飛行器數(shù)控加工技術(shù)分析 2 航空制造業(yè)特點(diǎn) 引言 對(duì)于一個(gè)國家來說，航空航天工業(yè)是制造業(yè)最為重要的組成部分之一，也是科技含量最高的制造領(lǐng)域之一，體現(xiàn)了國防科技工業(yè)現(xiàn)代化水平和國家現(xiàn)代制造業(yè)實(shí)力，在國防現(xiàn)代化和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有著舉足輕重的作用。 為了對(duì)所加工零件有更深入的了解，現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行分析 。 航空制造業(yè)總體特點(diǎn) 帶筋件的分析 自由曲面 基于 CATIA的飛行器數(shù)控加工技術(shù)分析 構(gòu)件特點(diǎn) 航空制造業(yè)總體特點(diǎn) 大量采用自由曲面形式 1 6 從形式的角度，為了到良好的氣動(dòng)性能，結(jié)構(gòu)上大量采用自由曲面形式，其準(zhǔn)確成型難度較大。 我們?cè)阝k金車間參觀了部分軍機(jī)的鈑金復(fù)雜曲面的成型過程 基于 CATIA的飛行器數(shù)控加工技術(shù)分析 基于 CATIA的飛行器數(shù)控加工技術(shù)分析 航空制造業(yè)總體特點(diǎn) 較多 形成各種復(fù)雜型腔 2 6 某型戰(zhàn)斗機(jī)構(gòu)件型腔圖 從外觀的角度，為了減輕結(jié)構(gòu)重量并增強(qiáng)結(jié)構(gòu)性能，在飛行器構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行等強(qiáng)度設(shè)計(jì)，其直接結(jié)果就是往往需要在結(jié)構(gòu)上形成各種復(fù)雜型腔，其中型腔靠近外形的槽腔常為直紋曲面，而且具有復(fù)雜的槽腔、筋條、凸臺(tái)和減輕孔等特征。 我們?cè)跀?shù)控加工車間參觀了我國某大型運(yùn)輸機(jī)的翼肋成型及殲擊機(jī)的機(jī)翼構(gòu)件成型過程。 基于 CATIA的飛行器數(shù)控加工技術(shù)分析 航空制造業(yè)總體特點(diǎn) 大量采用整體構(gòu)件 3 6 隨著航空制造工業(yè)的快速發(fā)展，由于現(xiàn)代飛機(jī)性能要求和設(shè)計(jì)水平不斷提高，為了進(jìn)一步提升結(jié)構(gòu)效率，大型航空整體結(jié)構(gòu)件逐漸替代了傳統(tǒng)的螺栓連接和鉚接的飛機(jī)組合件，且使用整體制造水平的普遍提升，使得整體結(jié)構(gòu)件成為廣泛采用的主要承力構(gòu)件。 相對(duì)于傳統(tǒng)拼接的結(jié)構(gòu)，它不但可減少零件數(shù)目，降低結(jié)構(gòu)重量，而且接縫少，密封性好，裝配簡單，使飛機(jī)等的結(jié)構(gòu)效率和可靠性成倍甚至數(shù)十倍地提高。 基于 CATIA的飛行器數(shù)控加工技術(shù)分析 航空制造業(yè)總體特點(diǎn) 制造過程中材料去除率大 4 6 為了降低飛機(jī)等飛行器的自身結(jié)構(gòu)重量 ， 增大攜帶負(fù)載的能力和實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的飛行距離 ， 飛行器制造過程中其航空整體結(jié)構(gòu)件由整塊大型毛坯直接 “ 掏空 ”加工而成 ， 其通常去除量能達(dá)到 70%， 加工周期長 。 美國的 F22飛機(jī)中尺寸最大的 Ti6Al4V鈦合金整體加強(qiáng)框 ， 所需毛坯模鍛件重達(dá) 2796千克 ， 而實(shí)際成形零件重量不足 144千克 ， 材料的利用率不到 4. 90%。 基于 CATIA的飛行器數(shù)控加工技術(shù)分析 航空制造業(yè)總體特點(diǎn) 加工變形問題嚴(yán)重 5 6 從加工產(chǎn)品的良品率的角度，飛行器上的結(jié)構(gòu)件往往由于其設(shè)計(jì)水平較高而加工變形問題嚴(yán)重，影響加工效率，而當(dāng)面臨如尺寸大、材料去除率高、剛性差等特點(diǎn)時(shí)，這些問題更更加凸顯，當(dāng)工件從夾具上取下后，往往產(chǎn)生彎曲、扭曲、彎扭組合等加工變形，使零件難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。由于不同飛機(jī)結(jié)構(gòu)件采用不同材料毛坯和不同加工方式，它們產(chǎn)生變形的方式與程度也不盡相同。 我國中航工業(yè)集團(tuán)民用飛機(jī)轉(zhuǎn)包合作生產(chǎn)中，飛機(jī)座艙前、后側(cè)骨架數(shù)控加工后會(huì)發(fā)生彎曲變形．整體梁、接頭等加工后出現(xiàn)彎曲和扭轉(zhuǎn)變形。 基于 CATIA的飛行器數(shù)控加工技術(shù)分析 航空制造業(yè)總體特點(diǎn) 性能要求較高 6 6 加工精度 形位精度 重量控制 使用壽命 基于 CATIA的飛行器數(shù)控加工技術(shù)分析 鋁合金的在飛行器上的應(yīng)用 近年來，隨著航空材料的快速發(fā)展，鈦合金、鋁合金和復(fù)合材料成為航空整體結(jié)構(gòu)件的主要結(jié)構(gòu)材料，且在戰(zhàn)斗機(jī)等高機(jī)動(dòng)性飛行器中所占比重越來越大，但是航空鋁合金仍然是應(yīng)用最為廣泛的金屬材料，尤其是在民用大飛機(jī)中更是如此。在各種民用大飛機(jī)系列機(jī)型中，鋁合金使用量基本在 70%以上，其中，波音 747中的鋁合金使用量高達(dá)到 81%，有＂空中巨無霸＂之稱的 A380飛機(jī)的結(jié)構(gòu)材料中鋁合金占 66%。其中，鋁合金主要用來制作航空航天產(chǎn)品的受力結(jié)構(gòu)件，如隔框、大梁、翼肋、巧條、起落架等零件。 從制造的角度，模鍛件和預(yù)拉伸板材是鋁合金整體結(jié)構(gòu)件毛坯材料的兩種主要形式。隨著金屬板制造水平的提高，平面類整體結(jié)構(gòu)件、板、框、肋、梁的鋁合金零件已普遍采用 預(yù)拉伸板，在沈飛車間中也大量使用。 預(yù)拉伸板材通過在專用板材拉伸機(jī)上預(yù)先給材料少量的塑性變形，改變板材內(nèi)部原有應(yīng)力分布狀態(tài)，減小與均勻化內(nèi)部固有應(yīng)力狀態(tài)。航空鋁合金超厚板（ 40mm）是一種用量較大，需要采用先進(jìn)加工技術(shù)的新型關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料。如德國生產(chǎn)的厚 280mm，長 20mm的鋁合金預(yù)拉伸板材，由其制造的整體結(jié)構(gòu)件壁厚為 23ｍｍ，廣泛應(yīng)用于波音軍事運(yùn)輸機(jī) C17和波音 77737飛機(jī)上。 基于 CATIA的飛行器數(shù)控加工技術(shù)分析 帶筋件的總體特點(diǎn)分析 結(jié)構(gòu)常見： 從工藝知識(shí)、編程經(jīng)驗(yàn)、形狀的角度分析飛機(jī)結(jié)構(gòu)件中的筋這類形狀零件，可得知，筋是飛機(jī)結(jié)構(gòu)件中最常見的形狀之一。 綜合性強(qiáng)： 筋通常起提高結(jié)構(gòu)件強(qiáng)度的作用，也有部分筋有一些特殊的功用。 其 形狀是由結(jié)構(gòu)件本身的設(shè)計(jì)，以及工藝等諸多因素決定的。 薄壁結(jié)構(gòu)： 由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件本身要求零件在保證強(qiáng)度的情況下盡可能輕，因而通常情況下筋的寬度只有 34mm，屬于薄壁結(jié)構(gòu) 。 種數(shù)豐富： 飛機(jī)結(jié)構(gòu)件中的筋形狀各異，數(shù)量多，常位于槽腔、輪廓之間或槽腔內(nèi)部 01 課題目的 帶筋件的總體特點(diǎn)分析 拓?fù)溥?： 1， 指筋邊 2， 由主拓?fù)?
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