航空工业信息化发展中应注意的几个问题

为适应国民经济发展和国防建设的需要,结合机制创新、管理创新和技术创新,基于结构调整和企业重组的大集团战略实施,建立面向21世纪、面向全球合作与竞争的航空现代集成制造系统,对提升航空工业的信息化水平,增强新一代民机和军机的敏捷、快速研制能力,提高航空工业核心竞争力和国际合作能力具有重要意义。

基于知识工程的飞机机加件快速设计模块开发

本文根据飞机设计研究所的具体需求，采用知识工程和参数化设计技术，将飞机机加件典型结构的几何特征与设计知识相关联，建立基于知识的参数化特征库，并利用二次开发工具（CAA）实现特征库与CATIA建模环境的无缝连接，构建基于知识工程的机加件快速设计模块。

放飞思想 大胆实践 在集团战略指引下推动直升机产业转型升级

中航工业党组适时提出了“两融、三新、五化、万亿”的发展战略，标志着中航工业开始踏上了建设新航空、大航空、强航空的新征程。昌飞公司作为我国直升机工业骨干企业，即将迎来建业40周年，当前面临着许多难得的发展机遇和挑战，在奋斗的征程上，集团战略的提出和部署为我们推动直升机产业的发展增强了无比的信心和动力。

区块链下航空供应商质量数据管理平台设计

为解决传统航空供应链管理存在的制造过程数据信息不明和监管不足等问题,设计区块链下供应商质量数据管理平台。结合生产车间检测业务阐述制造数据获取、归集、上链和应用的运行机制。提出针对航空供应商质量数据的全流程管理方案,涵盖数据的源头采集、质量数据融合与结构化、数据存储及响应和数据识别和溯源等关键技术。依托某航空产业园区对供方数据进行平台应用实践,提出数据管理可视化设计和基于数据应用的工序过程控制方案。通过应用实例验证了所提质量数据管理平台设计的可行性和实用性。

基于后置处理五轴刀具半径补偿方法

为解决不具备五轴半径补偿功能数控系统端铣加工过程中刀具半径补偿问题,提出一种基于后置处理五轴刀具半径补偿方法。首先,研究五轴刀具半径补偿的基本原理,针对常用的三种类型端铣刀,如球头刀、平底刀和环形刀,分别推导出其刀具半径补偿方向和补偿后刀位点的矢量方程。其次,以摆头转台类五轴数控机床为例,建立前置刀位数据与机床各轴运动数据之间的关系方程,结合补偿后刀位点的矢量方程,推导出补偿后的刀位数据与机床各轴运动数据之间的关系方程。然后,利用Visual C++6.0开发出一种带有刀具半径补偿功能的后置处理软件,该软件不仅可以直接生成半径补偿后的数控加工程序,而且可以生成带有半径补偿宏变量的数控加工程序。最后,以航空发动机叶片为例,利用VERICUT软件进行加工仿真,结果表明该方法的正确性和有效性。可见该方法能够方便实现不具备五轴半径补偿功能数控系统的五轴刀具半径补偿,避免刀具半径尺寸改变后必须返回CAM系统重新生成刀轨和再次进行后置处理的繁琐过程,从而缩短零件总加工时间和提高数控加工程序可重用性,具有较强的实际应用价值。

基于机床运动学约束球头刀多轴加工刀轴矢量优化方法

针对目前航空发动机叶片进排气边加工精度和表面质量较差的问题,提出了一种基于机床运动学约束球头刀多轴加工刀轴矢量优化方法。建立刀位优化变量与刀位数据之间的关系方程,同时建立刀位数据与机床回转轴角度之间的运动变换方程,从而推导出刀位优化变量与机床回转轴角度之间的关系方程。通过求解上述方程得到球头刀多轴加工复杂曲面的刀轴矢量计算公式。在此基础上,给出球头刀多轴加工刀轴矢量优化方法和刀轨生成方法。同时,以某航空发动机叶片为例,分析了本文算法和Sturz算法对机床回转轴角度的影响。分别利用本文算法和Sturz算法生成该叶片进气边加工的刀轨,并在五轴数控机床上进行加工试验。试验结果表明,该算法能够避免加工过程中机床回转轴的大幅波动,使机床轴运动更加平稳和光滑,从而提高曲面的加工质量和加工效率,具有一定的实际应用价值。

TB6钛合金抛光表面完整性试验

针对目前TB6钛合金类零件主要依靠手工抛光的技术问题,提出了羊毛毡轮数控抛光工艺,研究了抛光参数对表面粗糙度、表面硬度、表面残余应力的影响,进行了羊毛毡轮抛光参数优化,优选出了一组抛光参数:线速度v_s=19.63m/s,进给速度v_f=300mm/min,预压量a_p=0.5mm,加工行宽w=0.5mm。在此抛光参数下,羊毛毡轮抛光能够有效去除铣削刀纹,抛光后表面粗糙度R_a=0.15μm,并且抛光后表面残余应力为压应力。试验结果表明,该抛光方法能够有效地改善零件的表面完整性。

一类流线型曲面高效数控铣削加工方法研究及应用

针对一类典型流线型曲面——叶片的高效数控铣削加工方法研究,提出了基于加工系统动力学仿真分析的高效切削参数优化技术,该方法是提高切削加工效率,保证零件加工精度和表面质量的有效手段。首先,辨识得到加工零件材料的铣削力系数;其次,利用锤击试验分别得到机床-刀具系统及弱刚性零件结构的动态特性,同时利用有限元方法进行模态分析,并与试验结果进行对比分析,可辅助验证锤击试验结果的正确性,在此基础上仿真得到铣削颤振稳定域曲线,然后对建立了基于加工系统动态稳定性的高效数控铣削加工参数优化系统进行高效铣削参数优化;最后,依据优化的铣削参数制定零件铣削加工工艺,试验得到了加工质量合格的叶片,其加工效率较传统方法有显著的提高。

钛合金TB6铣削加工硬化实验

研究了使用涂层硬质合金刀具对钛合金TB6进行端铣加工时,铣削参数以及刀具后刀面磨损量对加工硬化（表面硬化率、硬化层深度以及硬化层硬度分布）的影响,以弄清TB6铣削硬化现象及机理.结果表明,在实验参数范围内,刀具无磨损的情况下,硬化率基本保持在107％～112％范围内,硬化层深度范围为18 ～ 36 μm;铣削速度增加时,加工硬化程度会有较为明显的降低现象,而进给量与切深对加工硬化的影响并不明显;刀具磨损对加工硬化的影响较为显著,后刀面磨损量低于0.2mm时,硬化层深度随着磨损增加从30 μm增加至55 μm,而后刀面磨损量为0.35 mm时,硬化层深度达到了130 μm.刀具磨损后在加工表面下较浅位置出现软化区域,而且随着磨损量的增加,软化越来越明显.

TB6钛合金铣削表面完整性试验研究

通过选取3个系列的参数,研究了铣削参数对TB6钛合金铣削表面完整性(表面粗糙度、加工硬化和残余应力)的影响,得出结论:线速度在低于40m/min或高于100m/min时均可得到较低的粗糙度值;进给量是影响粗糙度的主要因素,随着每齿进给量fz由0.04mm/z逐渐上升到0.12mm/z的过程中,粗糙度Ra持续上升,最后达到了0.45μm。随着线速度的增大,硬化率呈逐步下降趋势,而硬化层深度则先保持基本平稳,然后下降的趋势;进给量增大会使硬化程度略微增加;切深的变化对加工硬化影响并不明显。在TB6钛合金铣削过程中,已加工表面均呈现出压应力状态,这说明刀具后刀面与已加工表面的挤光效应对残余应力的产生起主导作用。

毛坯海量点集与CAD数模的自适应快速精确配准方法研究

航空复杂锻铸件毛坯海量的扫描点集与CAD数模进行精确配准时,由于点集数量巨大数模面也较多,同时点集与数模面之间无任何关联关系,给配准算法带来了巨大的计算量,严重制约加工效率。为提高配准效率,提出一种快速精确配准毛坯点集与CAD数模的自适应方法,即利用配准面提取参与配准的数据点,建立点面之间的一一对应关系,通过对配准面进行分类并不断选取参与配准的特征面及相应的数据点加入配准,直至各面都很好地满足加工要求。最后利用实例验证了本算法的高效性和可靠性。

基于CATIA的五轴自动钻铆定位方法研究

自动定位是自动钻铆技术的核心,通过在CATIA平台上建立五轴自动钻铆机系统模型,并应用CATIA软件的二次开发技术,研究了基于五轴数控托架的自动钻铆定位方法,该方法是实现整个自动钻铆系统运动仿真和干涉检测的基础,同时也是实现五轴自动钻铆加工自动编程的基础。

纤维金属层板铆接损伤机理与预测的研究

纤维金属层板铆接损伤是连接件、被连接件以及铆钉等多个复杂结构的耦合损伤行为。为了预测纤维金属层板铆接损伤行为,采用Johnson-Cook失效准则预测金属层损伤,采用三维Hashin损伤准则预测复合材料层损伤,采用脱层失效理论预测层间开裂,理论预测模型的合理性通过了实验验证。通过损伤预测模型分别考察层板铺层数量、铆接预紧力、铝合金分数和结构几何对纤维金属层板铆接损伤行为及铆接刚度的影响,为FMLs铆接设计提供可行性建议。结果表明:铺层数量的增加加剧了层板自由端层间脱层剥离现象,从而降低了层板铆接强度;铝合金分数的增加能够提高层板的铆接强度,但铝合金分数大于50%时铆接强度和铆接比强度反而下降;预紧力的增大能够延缓纤维和基体的萌生,并且提升铆接刚度,使得纤维金属铆接承受更大载荷;随着横宽径比W/D和纵宽径比E/D的递增,铆接极限强度有所提高,当W/D≥3或E/D≥3时,铆接强度不再明显提高。

矩形管弯曲实验及有限元仿真

数控绕弯机是一种管材弯曲成形装置,能够快速高效地实现同种规格弯管的大批量生产。在批量生产之前,各模具夹紧力以及芯棒的尺寸、位置仍然需要耗费漫长的时间进行人工调试,众多复杂的物理因素相互影响,共同决定着弯管成形的品质。用有限元软件ABAQUS对薄壁矩形管的弯曲过程进行仿真、实验验证,讨论各种物理因素的相互关联,简述不同缺陷情况下各个模具及芯棒的调试方法,进而为实际操作数控弯管机的过程中可能出现的各种问题提供解决方案。

高原环境对直升机旋翼性能的影响分析

针对高原环境直升机旋翼性能的估算,建立了一个基于自由涡理论的旋翼尾迹模型,并推导了旋翼拉力和功率的计算方法。以UH-60黑鹰直升机为算例,分别计算了其在海平面及高原环境的旋翼性能,探讨了海拔高度对直升机旋翼性能的影响规律。计算结果表明,高原环境的气候条件对直升机旋翼性能有显著影响,旋翼拉力较海平面环境减小约30%。

国内民用直升机发展前景探析

国内民用直升机市场不断开拓,直升机产业也将不断前进,技术创新将重新革新世界直升机市场布局,未来的直升机产业将继续沿着科技化、市场化、服务化不断发展,相信在国家的大力扶持下、航空人的不断努力下,国内民用直升机将创造出更加辉煌灿烂的明天。

碳纤维复合材料X射线数字化实时成像检测技术

目前,射线检测仍是复合材料无损检测常用的检测方法之一。X射线实时成像检测技术作为一种新兴的无损检测方法,具有快速、准确、直观、成本低等优点,已进入工业产品无损检测领域。

数控车间现场数据采集系统及应用

数据采集系统是大型数控车间提高管理水平的辅助平台,针对复杂多样的数控设备,提供多种手段实现对生产现场数据的采集以及统计分析。就航空企业而言,随着数控设备的大量增加和产量的急剧扩大,在使数控车间产能提升的同时也带来了诸多问题:(1)机床联网未全面实施,大量机床的数控程序依靠U盘、软盘等方式人工传递。

射线实时成像检验技术在复合材料桨叶检测中的实践运用

采用射线实时成像检验技术对复合材料桨叶进行射线检测,与采用射线照相检测技术检测复合材料桨叶相比,采用实时成像检验技术检测复合材料桨叶缩短了检测时间,提高了工作效率。

螺旋压缩弹簧断裂分析

材料为50Cr VA钢的弹簧在疲劳试验时发生批次性断裂,对断裂弹簧的断口进行宏、微观观察和能谱分析,对弹簧的组织进行检查,并测试其硬度,结合弹簧的制造工序,对裂纹的形成原因进行综合分析。结果表明:弹簧的断裂性质为镉致脆性断裂,镉脆发生在除氢工序,裂纹起源于镀镉过程中产生的凹坑处,弹簧镉脆断裂与除氢过程中的超温及喷丸与总检工序中防锈不当而产生的锈蚀有关。通过加强防锈处理及温度控制可以预防弹簧镉脆失效。