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飞机复杂结构件数控加工动态特征技术及应用

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技术参数:
1、特征自动识别率大于95%;
2、刀轨自动生成率大于95%;
3、数控编程效率提高3倍以上;
4、加工效率提高30%以上;
5、大型复杂结构件加工变形控制在0.05mm/m以内
功能描述:
飞机复杂结构件的数控加工能力是衡量一个国家航空制造水平的重要标志。新一代飞机结构件更复杂、精度要求更高、制造周期要求更短,对五轴联动数控加工技术提出了更高的要求。项目组在国家科技重大专项和国家自然科学基金的支持下,提出了以加工动态特征为载体进行加工全过程工艺知识建模的技术思路,攻克了加工动态特征驱动的自动数控编程和加工变形精确控制技术,为复杂结构件从计算机辅助加工到智能数控加工的跨越提供了理论和技术支撑。成果在多家航空航天企业推广应用,完成了多个军机和C919、ARJ21 等民机型号多件复杂结构件的研制生产,被工信部、发改委和国防科工局作为航空领域国产高档数控机床应用示范工程三大关键共性技术之一向全国军工制造行业推广。成果获2016年“国家技术发明二等奖”、获2015年“中国机械工业科学技术一等奖”
本成果总体技术思路如图1所示,首先建立包含特征中间加工状态几何信息、工艺信息、位移监测信息和面型检测信息及其动态关联关系的加工动态特征模型,进而以加工动态特征作为工艺知识的载体驱动数控加工自动编程和加工变形精确控制。
加工过程中在机监测、检测是保证复杂零件最终加工一次合格的有效手段,本项目在加工过程中通过力传感器、位移传感器、检测传感器以及线激光检测仪等对加工过程中零件状态进行在机监测与检测,,通过检测结果进行在线的工艺策略调整,保证零件的加工质量。图3为本成果研制的浮动装夹自适应加工工艺装备在飞机复杂结构件加工的应用,该工艺方法及工艺装备能有效释放和控制加工过程中的零件变形,保证加工的零件满足质量的要求。