數(shù)控技術(shù)在飛機(jī)零件加工中的工藝探索

摘 要：近些年來，計算機(jī)技術(shù)的日益成熟推動了飛機(jī)零件加工中數(shù)控技術(shù)的廣泛使用。數(shù)控技術(shù)的廣泛使用不但零件加工效率，而且對于零件的質(zhì)量也有著重要的作用。本文首先簡單介紹數(shù)控加工技術(shù)概念，而后對飛機(jī)數(shù)控加工設(shè)備進(jìn)行了簡單的分析，最后重點介紹飛機(jī)零件加工中數(shù)控技術(shù)工藝，以希望能夠促進(jìn)我國數(shù)控加工技術(shù)的健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；飛機(jī)零件；加工工藝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.042

0 引言

隨著計算機(jī)技術(shù)的日益成熟，飛機(jī)制造技術(shù)也不斷的進(jìn)行革新新、改革創(chuàng)新傳統(tǒng)技術(shù)，此外，飛機(jī)制造中新結(jié)構(gòu)、新材料的使用也促使飛機(jī)制造技術(shù)的不斷創(chuàng)新。目前，飛機(jī)先進(jìn)制造技術(shù)數(shù)字化制造技術(shù)以及集成整體結(jié)構(gòu)組成。當(dāng)前，數(shù)控技術(shù)在飛機(jī)零件加工制造中的應(yīng)用水平較高，無論是主軸還是數(shù)控設(shè)備其利用率均非常高，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但大大提高了勞動生產(chǎn)率和加工效率，而且還能有效縮短加工周期[1]。當(dāng)前，數(shù)控技術(shù)在飛機(jī)零件加工中的工藝主要體現(xiàn)為DNC技術(shù)、CAD/CAM系統(tǒng)、高速切削技術(shù)以及柔性切割四種，這四種生產(chǎn)工藝對于飛機(jī)零件加工業(yè)的發(fā)展有著不可磨滅的作用。

1 數(shù)控加工技術(shù)概述

近幾年來，數(shù)控加工技術(shù)憑借其優(yōu)秀性能，再各個制造領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。數(shù)控加工技術(shù)在應(yīng)用過程中主要有以下特征，第一、實現(xiàn)精度的提升，無論是時間誤差精度還是加工質(zhì)量精度，數(shù)控加工技術(shù)均能極大提高。第二、提高加工質(zhì)量重復(fù)性，數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用不但可以保證加工零件質(zhì)量的均衡，而在零件加工質(zhì)量方面也有著明顯的作用。經(jīng)過多年的實踐我們可以發(fā)現(xiàn)，數(shù)控機(jī)床不但可以有效提升生產(chǎn)制造能力、加工質(zhì)量、加工精度，有效控制廢次品率，而且還能有效降低機(jī)床操作人員的操作難度，實現(xiàn)一個操作人員同時操作多臺機(jī)床。此外，數(shù)控加工技術(shù)還能有效減少各工序之間的周轉(zhuǎn)，便于設(shè)計變更，有效降低加工周期。隨著計算機(jī)信息技術(shù)的日益成熟、制造設(shè)備的數(shù)控程度的提升，在飛機(jī)零件加工中數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用程度日益加深。

2 飛機(jī)零件數(shù)控加工設(shè)備

現(xiàn)代飛機(jī)的特性決定了飛機(jī)零件必須要滿足重量輕、剛度大以及強(qiáng)度高的特點，所以在制造飛機(jī)零件時要側(cè)重于整體結(jié)構(gòu)零件，例如，可以選擇復(fù)合材料、鈦合金以及整體框的的結(jié)構(gòu)件。此外，在現(xiàn)代飛機(jī)中，接頭、合金鋼肋、合金剛梁等零件有著數(shù)量眾多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點。由于不少整體結(jié)構(gòu)件在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件中比重較大，造成機(jī)械加工難度較大，而且由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件外形的差異化，導(dǎo)致一般車床很難甚至不能進(jìn)行相應(yīng)的加工，此時需要使用多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行相應(yīng)的加工制造。考慮到現(xiàn)代飛機(jī)的實際要求，因此會嚴(yán)格控制飛機(jī)零件的重量。當(dāng)前飛機(jī)中整體結(jié)構(gòu)通過是直接加工整塊厚鋁板，直至加工出最后零件。在整個加工過程中，一塊厚鋁板最后有90%以上的材料被削切掉，所以說，這個機(jī)械加工過程勞動量非常大[2]。

當(dāng)前，用于飛機(jī)零件加工的數(shù)控設(shè)備主要有以下五種：立式加工中心、五坐標(biāo)數(shù)控龍門銑床、臥式銑鏜中心、六坐標(biāo)數(shù)控臥式銑鏜床以及數(shù)控長桁銑。此外，為有效控制飛機(jī)總體重量，對于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的壁厚進(jìn)行削薄處理，在處理過程中，為有效提高加工質(zhì)量、加工效率以及控制零件變形報廢率，高速銑削技術(shù)在飛機(jī)零件加工中的作用也越來越大。

3 數(shù)控技術(shù)在飛機(jī)零件加工中的工藝淺析

3.1 DNC技術(shù)

DNC技術(shù)即為分布式數(shù)字控制技術(shù)（Distributed Numerical Control），該技術(shù)在20世紀(jì)80年代已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于西方國家的飛機(jī)零件制造當(dāng)中去。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，該技術(shù)在我國發(fā)展相對比較成熟，該技術(shù)再飛機(jī)零件加工中的應(yīng)用可以有效提高其技術(shù)效益和經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)生產(chǎn)率的提高。此外，DNC技術(shù)的應(yīng)用使得機(jī)械加工車床具備了數(shù)字化加工生產(chǎn)線以及加工實體仿真手段，對飛機(jī)零件加工制造業(yè)的發(fā)展有著重要的作用。

3.2 CAD/CAM系統(tǒng)

計算機(jī)信息技術(shù)的興起，CAD/CAM系統(tǒng)的應(yīng)用使得飛機(jī)生產(chǎn)方式產(chǎn)生了巨大的變化。CAD/CAM是計算機(jī)輔助設(shè)計與制造系統(tǒng)，其直接關(guān)系到數(shù)控加工工藝的水平。計算機(jī)信息技術(shù)的興起使得計算機(jī)圖形處理水平不斷提高，促使CAD/CAM系統(tǒng)中的圖形交互的自動編程方法應(yīng)用日益廣泛，該編程方法在應(yīng)用中有著操作簡單、易于檢查、高精度、高速度的特點，憑借其特點，該方法在CAD/CAM系統(tǒng)中得到了廣泛利用。在應(yīng)用中借助各種技術(shù)資源與工藝知識數(shù)據(jù)庫，最終使得機(jī)械制造工藝先進(jìn)、加工程序優(yōu)質(zhì)，在促進(jìn)成產(chǎn)效率與設(shè)備利用率大大提升的同時，能夠大大降低工藝零件生產(chǎn)周期。

3.3 高速切削技術(shù)

相比飛機(jī)零件制造中的傳統(tǒng)切削，高速切削的優(yōu)點明顯，首先在進(jìn)給速度提高8倍的情況下，降低加工時間一倍以上，材料去除效率相比之前提高300%，而且切削力在降低25%的情況下，提高刀具耐用度80%。高速切削工藝在飛機(jī)零件制造中最適宜用于加工復(fù)雜薄壁、細(xì)長的零件。近些年來，高速數(shù)控加工技術(shù)在飛機(jī)大型復(fù)雜整體結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用頻率越來越多。已經(jīng)成為了一種重要的加工技術(shù)。

3.4 柔性加工技術(shù)

當(dāng)前自動化數(shù)控技術(shù)已經(jīng)得到了相關(guān)飛機(jī)制造公司的重視，高水準(zhǔn)的數(shù)控技術(shù)對于提高飛機(jī)制造企業(yè)的研制生產(chǎn)能力以及企業(yè)的核心競爭力有著不可替代的作用。20世紀(jì)80年代在西方發(fā)達(dá)國家開始通過柔性制造系統(tǒng)對飛機(jī)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行柔性加工，并且獲得了巨大成功，20世紀(jì)90年代后期，由于高速切削技術(shù)的廣泛應(yīng)用，飛機(jī)整體加工件數(shù)大大增加，柔性加工開始得到廣泛的應(yīng)用，目前，該工藝不但廣泛應(yīng)用于飛機(jī)零件制造中，而且在汽車制造領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用[3]。

4 結(jié)語

作為飛機(jī)的主要組成部件，飛機(jī)零件對于飛機(jī)的重要性不言而喻，飛機(jī)的安全平穩(wěn)運(yùn)行離不開高質(zhì)量、高性能的飛機(jī)零件，在飛機(jī)零件加工中數(shù)控加工工藝有著重要的作用，通過對數(shù)控飛機(jī)加工工藝的分析和對比我們可以發(fā)現(xiàn)在飛機(jī)零件加工中數(shù)控技術(shù)效果顯著，多種數(shù)控工藝對于飛機(jī)零件制造有著不可替代的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李立冬.數(shù)控技術(shù)在飛機(jī)零件加工中的應(yīng)用[J].科技咨詢，2007（10）：11-102.

[2]湯立民.飛機(jī)結(jié)構(gòu)零件數(shù)控加工技術(shù)研討[J].世界制造技術(shù)與裝備市場，2006（03）：64-65.

[3]郭旺，翟建軍.飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的數(shù)控加工技術(shù)研究[J].機(jī)械制造與自動化，2005（01）：121-122.

作者簡介：溫建根（1985-），男，廣東中山人，教師，研究方向：機(jī)械加工。