数控技术在飞机零件加工中的应用

　　计算机技术的不断发展，使得飞机先进制造技术处于不断变革之中，传统技术不断精化，新材料、新结构加工、成形技术不断创新。集成的整体结构和数字化制造技术构筑了新一代飞机先进制造技术的主体框架。目前的飞机制造公司数控技术应用水平高，不仅数控设备利用率高，主轴利用率高，而且加工效率极高，加工周期短，劳动生产率也不断提高丁。飞机制造业中数控技术发展现状和应用水平主要体现在：广泛采用CAD/CAM系统和DNC技术。达到数控加工高效率，建立了秉性生产线和发展了高速切削加工技术。

1 数控加工技术概述

　　目前，数控加工技术已成为应用于当代各个制造领域的先进制造技术。数控加工的最大特征有两点：一是可以极大地提高精度。包括加工质量精度厦加工时间误差精度，二是加工质量的重复性，可以稳定加工质量，保持加工零件质量的一致。数控加工具有如下优点：提高生产教率-不需熟练的机床操作人员}提高加工精度并且保持加工质量。可以减少工装卡具，可以减少各工序间的周转，原来需要用多邀工序完成的工件，用数控加工可以一次装卡完成，缩短加工周期，提高生产效率；容易进行加工过程管理，可以减少捡查工作量-可以降低嵯、次品率，便于设计变更，加工设定柔性，容易实现操作过程的自动化，一个人可以操作多台机康；操作客易。极大减轻体力劳动强度。随着制造设备的数控化程鹰不断提高。数控加工技术在我国得到日益广琵的使用。

2 飞机数控加工技术

　　2.1 CAD/CAM系统

　　随着计算机和数控机床的出现。飞机这种高科技产品终于找到了摆脱原始生产方式而迈向数字量协调与传递尺寸的CAD/CAM途径。从此，飞机生产方式发生了质的飞跃。数控加工技术应用的奖键在于计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)系统的贡量。由于计算机技术的迅速发展，计算机的图形处理功能有了很大增强。基于CAD/CAM技术进行图形交互的自动编程方法日趋成熟，这种方法速度快，精度高，直现、使用简便和便干检查。应用CAD/CAM自动化设计制造应用软件，并结合工艺知识数据库，切削参数数据库，各种规范化的技术资料作为使用工具，因而设计与工艺手段先进，工艺精良。数控加工程序优质，缩短了工艺准备周期，提高丁设备利用率和生产效率。大大缩短了零件生产周期。

　　2.2 DNC技术

　　发达国家飞机制造行业大多敷在70年代末80年代就已经广琵地应用了分布式数字控制技术(Distributed NC，DNC)。采用这种技术具有明显的经济和技术效益，可提高生产率。数控设备实施了数控加工的舟布式数字控制，数控程序和加工管理数据(CAM B)，具备了加工实体仿真手段和数字化加工生产线，提高了数控金属切削设备的效率，克舟发挥了先进设备的功能。

　　2.3 高速切削

　　高速切削与常规切削相比具有明显优点：加工时间减少约60％-80％，进给速度提高5～10倍。材料去除事提高3～5倍。刀具耐用度提高70％。切削力减少约30％，表面粗糙度可达8～10 p m，工件温升低，热变形，热膨胀减小。适宜加工细长，复杂薄壁零件等。飞机大型复杂整体结构件采用高速数控加工技术是近几年飞机机加技术发展的一种趋势。飞机制造公司的高速加工中心，用于航空航天铝台金、复台材料零件的加工。对铝舍金高速加工。切削速度可达2000～5000m/min，主轴转速逃10000～40000r/mill，加工进给速度为2—20m/min，材料去除率30—40kg/h。

　　2.4 柔性加工

　　飞机制造公司非常重视应用高自动他水平的制造系统。提高新飞机研制生产能力。加强企业竞争力。70年代末80年代先后建立了柔性制造系统(FMs)用于飞机结构件柔性加工，在新机研制中发挥了重要作用。90年代中后期，由于高速切削机床技术的发展和进步。飞机整体加工件的增多，开始较广泛应用柔性加工单元或以秉性加工单元组成柔性生产线来加工飞机整体结构件(在汽车制造业领域也同样得到应用)。

3 飞机数控加工设备

　　技术性能先进的现代飞机决定了飞机结参考文献构件必须强度高、刚度大，重量轻，因而必须尽可能多地采用整体结构绊，如大型整体壁扳。整体框以及钍台金、复台材料的结构件。另外。高强度合金制的梁、肋和接头类的零件也是结构复杂。数量众多。这些飞机结构件由于整体结构件的比重加大，使得需要机械加工的工作量大为增加，而且飞机结构件大多与气体动力学外形有关，普通机束是根本无法加工的，必须采用多半标数控机康加工。同时。由于飞机结构蹬计的需要，对零件减轻重量提出了严格要求。这些整体结构件的加工特点多教是采用整块厚铝板进行加工，直到最后零件加工出来，厚铝板85％～95％以上的材料都变成切屑，机械加工工作量非常大。

　　目前拥有的主要大型数控设备包括：五坐标数控龙门铣床。六坐标数控卧式铣镗床、立式加工中心。卧式铣镗中心，数控长桁铣等。为了减轻飞机重量，结构件的壁厚越来越薄，在加工中避免产生零件变形和提高加工效率，采用高速铣削技术已是必然的发展趋势。高速铣床的应用也将越来越多。

4 用于数控加工的飞机零件

　　目前我国一些大型的飞机制造企业承担着繁重的航空产品和飞机型号科研和生产任务，所拥有的先进数控设备主要承担大中型飞机的长桁、缘条、整体壁扳，接头，框架类、自由锻粪等结构件的加工，艮其各种小型结构件(多为铝舍金材料)，操纵系统、动力系统连接件、受力件等小型零件的加工。此外还承担一些多曲面、多角度，薄壁及大型零件的加工。

　　典型数控加工零件包括：

　　(1)整体擘板。选种壁扳具有外形尺寸大，壁板变厚度。非等截面，成型后底面壁薄，筋条高，结构网络化。加工完成后材料去除率大，易发生变形的特点，具有较高的加工难度。(2)天窗，座舱骨架。这类零件结构上属于多曲面，变截面、薄壁类零件。零件加工后极易发生变形。由于零件具有双曲线外形，骨架结构大部分为变截面、变角度的扭曲框架和接头。其结构复杂性用传统加工手段根本无j击成型，只有采用五坐标高速数控加工技术才能完成。(3)风窗骨架。通风窗骨架是是一种全曲面。薄壁口框类零件。加工过程中具有毛料厚度厚，耳片多，易变形，加工后材料去除率大的特点。(4)主起接头。这类零件属于槽腔结构，加工难度大，复杂性高，毛料为自由锻状态，加工时去除量大。