数控技术在飞机零件加工中的应用

数控技术在飞机零件加工中的应用

杜钢,陈鑫,金鼎智

中航西安飞机工业集团股份有限公司 陕西省西安市 710089

摘要：随着计算机技术的日益成熟，飞机制造技术也不断的进行革新、改革创新传统技术，此外，飞机制造中新结构、新材料的使用也促使飞机制造技术的不断创新。目前，飞机先进制造技术数字化制造技术以及集成整体结构组成当前，数控技术在飞机零件加工制造中的应用水平较高，无论是主轴还是数控设备其利用率均非常高，数控技术的应用不但大大提高了劳动生产率和加工效率，而且还能有效缩短加工周期。基于此，文章对数控技术在飞机零件加工中的应用进行了研究，以供参考。

关键词：数控技术；零件加工；技术措施

1数控技术在飞机零件加工中的工艺浅析

1.1DNC技术

DNC技术即为分布式数字控制技术该技术在20世纪80年代已经广泛的应用于西方国家的飞机零件制造当中去。经过几十年的发展，该技术在我国发展相对比较成熟，该技术再飞机零件加工中的应用可以有效提高其技术效益和经济效益，促进生产率的提高。此外，DCN技术的应用使得机械加工车床具备了数字化加工生产线以及加工实体仿真手段，对飞机零件加工制造业的发展有着重要的作用。

1.2CAD/CAM系统

计算机信息技术的兴起，CAD/CAM系统的应用使得飞机生产方式产生了巨大的变化。CAD/CAM是计算机辅助设计与制造系统，其直接关系到数控加工工艺的水平。计算机信息技术的兴起使得计算机图形处理水平不断提高，促使CAD/CAM系统中的图形交互的自动编程方法应用日益广泛，该编程方法在应用中有着操作简单、易于检查、高精度、高速度的特点，凭借其特点，该方法在CAD/CAM系统中得到了广泛利用。在应用中借助各种技术资源与工艺知识数据库，最终使得机械制造工艺先进、加工程序优质，在促进成产效率与设备利用率大大提升的同时，能够大大降低工艺零件生产周期。

1.3高速切削技术

相比飞机零件制造中的传统切削，高速切削的优点明显，首先在进给速度提高8倍的情况下，降低加工时间一倍以上，材料去除效率相比之前提高300%，而且切削力在降低25%的情况下，提高刀具耐用度80%。高速切削工艺在飞机零件制造中最适宜用于加工复杂薄壁、细长的零件。近些年来，高速数控加工技术在飞机大型复杂整体结构件中的应用频率越来越多。已经成为了一种重要的加工技术。

2飞机零件数控加工设备

现代飞机的特性决定了飞机零件必须要满足重量轻、刚度大以及强度高的特点，所以在制造飞机零件时要侧重于整体结构零件，例如，可以选择复合材料、钦合金以及整体框的的结构件。此外，在现代飞机中，接头、合金钢肋、合金刚梁等零件有着数量众多、结构复杂的特点。由于不少整体结构件在飞机结构件中比重较大，造成机械加工难度较大，而且由于飞机结构件外形的差异化，导致一般车床很难甚至不能进行相应的加工，此时需要使用多坐标数控机床进行相应的加工制造。考虑到现代飞机的实际要求，因此会严格控制飞机零件的重量。当前飞机中整体结构通过是直接加工整块厚铝板，直至加工出最后零件。在整个加工过程中，一块厚铝板最后有90%以上的材料彼削切掉，所以说，这个机械加工过程劳动量非常大。当前，用于飞机零件加工的数控设备主要有以下五种：立式加工中心、五坐标数控龙门铣床、卧式铣撞中心、六坐标数控卧式铣撞床以及数控长析铣。此外，为有效控制飞机总体重量，对于飞机结构件的壁厚进行削薄处理，在处理过程中，为有效提高加工质量、加工效率以及控制零件变形报废率，高速铣肖}{技术在飞机零件加工中的作用也越来越大。

3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、整体壁板、接头、框架类、自由锻类等结构件的加工，及其各种小型结构件(多为铝合金材料)、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）整体壁板。这种壁板具有外形尺寸大，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法成型，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提升零部件加工精度的措施研究

4.1优化数控加工系统数

控加工实现了零件的自动化生产，而自动化生产质量与精度的保证，则取决于系统，要求系统必须严谨，这对于操作人员有着较高要求。因此，在今后企业可以从以下两个方面优化数控加工系统：（1）人员培训。随着时代的快速发展，数控加工技术日益完善，操作人员也应及时提升个人水平，保证技术操作的精确性，一旦发现系统在运行的过程中存在不严谨的情况，就要及时进行修复，为高效、高水平零件生产打好基础。（2）优化生产操作管理。数控机床与传统机床相比，有许多优势，只有合理操作、科学应用，才能充分发挥数控机床的积极作用。各个岗位、部门之间应在机械零件数控加工的过程中，相互协调、协作，协同制定加工方案，满足不同机械零件对数控加工精度的要求，全方位提高生产零件的品质。

4.2注重设备保养维护

从当前机械零件数控加工的实际生产状况可以看出，因维护保养不到位经常会导致数控机床设备在运行过程中产生故障等问题，在此情况下，会导致零件加工产生误差，而且设备和相关零部件的老化速度也会加快，进而严重影响机床设备的使用寿命。因此，作为机械加工企业，要进一步加大机床设备的维护保养力度，在进行机械零件加工之前，首先要对设备进行详细检查调试，及时发现其中存在故障进行有效解决，刀具或钻头等部件产生磨损或老化现象后要及时进行更换。其次，在进行机械零件的加工过程中，需要对机床设备的实时运行数据进行及时采集，通过数据分析后对设备的基本运行状况是否与加工标准相符，同时，也要对机械设备表面存在的破损部件或者是灰尘污渍等进行彻底清理和更换，并加强对设备润滑油的加注，保障设备时刻能处在最佳运行状态。最后，针对机床设备要开展定期的拆检工作，拆检过程中对各项设备正好进行及时检测，发现磨损严重或损坏等要及时进行更换，如设备内部存在复合杂质或油路堵塞等现象要及时进行清理，如果设备存在严重故障或者是零部件存在严重缺陷的情况下返厂维修。

结语

综上所述，作为飞机的主要组成部件，飞机零件对于飞机的重要性不言而喻，飞机的安全平稳运行离不开高质量、高性能的飞机零件，在飞机零件加工中数控加工工艺有着重要的作用，通过对数控飞机加工工艺的分析和对比我们可以发现在飞机零件加工中数控技术效果显著，多种数控工艺对于飞机零件制造有着不可替代的作用。

参考文献

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[2]汤立民.飞机结构零件数控加工技术研讨[J].世界制造技术与装备市场,2006(3)：64-67.

[3]郭旺,翟建军.飞机结构件的数控加工技术研究[J].机械制造与自动化,2005(（1）：52-55.