飛機復雜結構件數控加工動態特征技術及應用
項目組在國家科技重大專項和國家自然科學基金的支持下,提出了以加工動態特征為載體進行加工全過程工藝知識建模的技術思路,攻克了加工動態特征驅動的自動數控編程和加工變形精確控制技術,為復雜結構件從計算機輔助加工到智能數控加工的跨越提供了理論和技術支撐。
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、成果簡介
飛機復雜結構件的數控加工能力是衡量一個國家航空制造水平的重要標志。新一代飛機結構件更復雜、精度要求更高、制造周期要求更短,對五軸聯動數控加工技術提出了更高的要求。項目組在國家科技重大專項和國家自然科學基金的支持下,提出了以加工動態特征為載體進行加工全過程工藝知識建模的技術思路,攻克了加工動態特征驅動的自動數控編程和加工變形精確控制技術,為復雜結構件從計算機輔助加工到智能數控加工的跨越提供了理論和技術支撐。成果在多家航空航天企業推廣應用,完成了多個軍機和C919、ARJ21 等民機型號多件復雜結構件的研制生產,被工信部、發改委和國防科工局作為航空領域國產高檔數控機床應用示范工程三大關鍵共性技術之一,向全國軍工制造行業推廣。
三、創新點
1.揭示了加工過程中間狀態幾何參數、工藝參數、監測檢測量等動態信息的動態迭代規律和傳遞規律,突破了基于加工動態特征的加工全過程工藝知識建模技術,實現了復雜結構件工藝知識積累由以零件為載體到以加工動態特征為載體的模式轉變。
2.提出了基于特征識別的加工特征自動排序、加工驅動幾何自動創建、工藝參數自動迭代方法,構建了加工特征切削參數優化模型,實現了復雜結構件的快速編程和高效加工。
3.提出加工過程中自適應釋放和消除工件變形的加工模式,研制出能監測工件變形的浮動裝夾工藝裝備,突破了基于加工動態特征的裝夾/加工/監測/檢測自適應協同控制技術,實現了加工變形精確控制。
四、主要技術指標
1.特征自動識別率大于95%;
2.刀軌自動生成率大于95%;
3.數控編程效率提高3倍以上;
4.加工效率提高30%以上;
5.大型復雜結構件加工變形控制在0.05mm/m以內。
五、知識產權及獲獎
加工動態特征驅動的智能數控編程與加工技術,研究成果2016年獲“國家技術發明二等獎”、2015年獲“中國機械工業科學技術一等獎”。目前已擁有授權國家發明專利60余項。
六、成果圖片
圖1 成果總體技術
圖2 加工過程零件面型檢測
南京航空航天大學
2022-08-12