航空航天难加工材料切削加工过程模拟与智能控制综述

随着航空航天关键构件服役性能要求的不断提升,高性能钛合金、镍基高温合金、高强度钢等难加工材料大量应用到航空发动机等重大装备。切削加工是高强韧难加工材料的重要加工方法,在加工过程中普遍存在切削力大、切削温度高、工具磨损严重和加工质量差的问题。针对当前航空航天难加工材料切削加工过程切削力、切削温度、工具磨损及表面质量的仿真技术与智能控制技术进行了系统性的总结和梳理,分析了当前研究存在的主要问题与关键挑战,对切削加工过程仿真模拟与控制技术的未来发展趋势进行了展望。

航空异形截面导管内高压整体成形工艺分析

针对航空领域异形截面焊接导管面临的成形精度低、生产效率差且成本高等问题,以某异形截面导管零件作为研究目标,提出基于内高压成形的导管整体成形工艺方法。通过采用无内压预压弯成形、内高压压弯胀形和液压锻造整形3道成形工序对零件进行成形,通过有限元模拟和实验验证了所提出的工艺设计的可行性。研究结果表明:提出的基于内高压成形的导管整体成形工艺方法可以实现某航空异形截面导管整体成形,成形质量优异,最大减薄率6%,为此类航空异形截面导管的整体精密成形提供了可靠的技术支撑。

2219/5A06异种铝合金脉冲VP-TIG焊工艺

为了获取最优的焊接接头性能,采用脉冲VP-TIG焊方法,对5.5 mm厚的2219-T87和5A06-H112异种铝合金进行单层单道对接试验,设计了5种工艺参数3个因素水平的L_(27)(3^(9))型正交试验,同时考虑3种因素间的交互作用,分析各因素对接头抗拉强度的影响,结果显示工艺参数对接头性能的影响从主到次依次为:焊接速度-坡口角度-峰值电流-脉冲频率-送丝速度;通过正交优化,获得了理想的无缺陷焊接接头,对优化后焊接接头的力学性能、微观组织与腐蚀性能进行试验.结果表明,接头断裂沿着2219侧熔合线附近最大应变处发生,该位置是整个接头中硬度最低的区域,2219侧熔合线和焊缝耐蚀性最差,是点蚀优先发生的位置.

T型截面铝合金型材零件成组加工技术研究与应用

针对目前飞机T型材零件单件弯曲成形效率低成形精确差的问题,提出了T型材弯曲件成组拉弯成形的成组加工方法。基于截面尺寸、引导线的曲率半径等信息建立了成组分析算法,对T型材进行分组,使用长型材拉弯成形后切割分段得到符合精确外形要求的T型材零件。通过理论计算、模拟分析和拉弯试验,验证了T型材拉弯成形成组加工技术的可行性,该方法提高了零件的制造效率和成形精度,可以大幅度降低人工矫正的工作量和加工成本。

航空扩口管接头渗漏机理及应急修补工艺研究

航空扩口导管主要应用于飞机液压系统、燃油系统、气压系统等,是飞机上气体和液体运输的主要载体。导管会经历高温、高寒、高压以及压力变化频繁等情况,且时常伴有振动、弯曲、冲击等外部环境,因此经常会在管接头部位出现渗漏现象。该文针对航空扩口导管渗漏问题,分析了扩口导管接头的渗漏机理;提出了一种内部使用自融合硅橡胶胶带形成封闭层,外部使用纤维增强复合材料补强的复合式应急修补方法,并通过实验验证了方法的可靠性,为解决航空业中高压导管的渗漏问题提供了一定的参考。

基于双向优化策略的航空发动机多变量加速控制规律优化研究

针对航空发动机传统加速优化采用并行优化方法,未能有效利用燃油与几何变量的配合作用,提出了一种基于双向优化策略的加速控制规律优化方法。并行单向优化方法中的目标函数集中在发动机当前性能上,燃油的主导作用限制了紧贴约束边界优化过程几何变量的调节范围;而几何变量是通过增加空气流量、提高旋转部件效率等措施改善燃油流量的变化速率来间接提高发动机加速性能。因此,双向优化策略根据控制量在提高加速性作用方式的不同,将多变量并行优化分解为燃油单变量和几何多变量优化,并分别采用不同的目标函数,通过确定的加速燃油控制规律正向优化几何加速调节规律,然后根据几何调节规律反向求解加速燃油控制规律。仿真结果表明:在正向优化过程中,喘振裕度不再紧贴约束限制线,优化后的加速时间从4.44 s缩短至3.32 s,双向优化策略的加速时间优于传统并行方法,且优化出的多变量控制规律更平稳,更便于线性化。

复合材料加工技术及装备发展综述

分析复合材料加工的主要特点和基本要求,研究加工过程中复合材料的切屑及缺陷形成机制、刀具结构及磨损特点,梳理国内外复合材料加工技术和装备的发展现状。研究认为,应该加强基础理论研究、注重技术创新。研究建议:应重点完善对复合材料微观切屑形成机制、加工缺陷的相关研究,形成复合材料加工质量评价标准;深入研究复合材料/金属的叠层钻削技术,形成成熟的工艺体系;坚持加工设备自主研发,降低对国外设备的依赖。

单组分耐高温糊状胶粘剂的固化工艺研究

以J-481单组分耐高温糊状胶粘剂为研究对象,采用差示扫描量热分析仪检测了J-481胶粘剂的放热曲线。利用流变仪考察了胶样的黏-温曲线和不同升温工艺下的黏-时特性,分析了不同固化工艺下胶接试样的粘接强度、不同胶层厚度的胶粘剂在不同固化工艺下固化后的实物状态。研究结果表明:J-481胶粘剂的黏度、固化程度和粘接性能受固化机制影响明显,升温过快造成黏度增长迅速、热量积聚引起厚胶层试样爆聚烧蚀,固化温度不足则导致粘接强度下降。采用120℃/3 h+180℃/1 h梯度升温固化,所有厚度(0.3~5 mm)的试样均可以正常固化,未出现爆聚烧蚀现象,更适合实际工况的应用。对比120℃/3 h+180℃/1 h和180℃/3 h两种固化条件下的固化度以及粘接不同基材的粘接强度,发现采用120℃/3 h+180℃/1 h梯度升温固化机制,能够确保J-481胶粘剂粘接不同基材均达到优异稳定的粘接性能。

基于条纹投影轮廓术的航空高光零件三维测量技术

针对航空工业零件高光表面结构光三维测量中强反光和多次反光问题,提出了基于高动态多步相移和单像素成像相结合的三维测量技术,有效地解决了测量复杂反光表面时的点云缺失和精度下降问题。对标准量块进行三维测量和精度评价,基于高动态多步相移的三维测量技术拟合均方根误差为0.0066 mm,基于单像素成像的三维测量技术拟合均方根误差为0.0046 mm。以台阶标准器作为测量目标,开展绝对尺寸测量精度验证试验,绝对偏差不大于0.007 mm。分别对金属表面结构件(如航空发动机叶轮、涡轮叶片)和碳纤维结构件进行测量试验。试验结果表明,三维测量结果基本无点云缺失,强反光和多次反光区域均获取了完整的点云数据,实现了航空工业高光零件的精密三维测量。

小弯曲半径钛管差温推弯成形工艺研究

针对小弯曲半径钛管弯曲成形问题,采用差温推弯成形方法开展了弯曲半径为0.9 D (D为管材外径)的小弯曲半径钛管弯曲成形试验。研究分析了成形弯管的外观质量、壁厚分布规律和关键区域材料的微观组织特点。结果表明差温推弯成形方法能够有效应用于成形弯曲半径为0.9 D的小弯曲半径钛合金管,成形弯管表面质量好、壁厚减薄少、弯曲外侧材料组织变细小。

RFI整体成型复合材料帽型加筋壁板工艺设计及验证

复合材料树脂膜熔渗(Resinfilm infusion,RFI)工艺是复合材料成型工艺中广泛使用的一种整体制造技术,非常适合制造大型、带加强筋且具有复杂型面的航空结构件。本文选取了一种典型的复合材料帽型加筋壁板,完成工装结构及工艺流程等整体成型工艺设计,同时对不同树脂膜位置和固化压力下树脂渗透过程进行模拟仿真,并根据模拟结果选择合理的树脂膜位置和固化压力,最终根据所选方案完成工艺试验验证,典型件表观质量和无损检测均合格,验证了帽型加筋壁板RFI整体成型工艺设计及模拟分析的有效性。

超大型钛合金航空结构件腹板加工烧伤分析

以某型号超大型钛合金框类工件为研究对象,对腹板加工烧伤问题进行原因分析与控制研究。从现场操作、工艺方法、刀具应用与机床监控预警系统进行分析,应用5why分析法得到根本原因为刀具设计与监控预警管理缺陷。设计安装了激光测刀系统,通过实时监测机床载荷提升监控有效性、规范刀具结构与寿命管理优化的技术方法,对生产现场工件加工过程实行稳定有效监控。结果表明,实施优化策略后能够避免工件加工烧伤,对航空钛合金高速稳定加工具有重要的工程应用价值。

航空PH13-8Mo材料线切割加工技术

综合分析电火花线切割原理、设备及加工特点,以及参数选用、程序编制等具体应用。结合航空PH13-8Mo材料的典型零件,从加工方案分析、零件的装夹定位等方面阐述了如何利用电火花线切割加工技术解决零件加工中的实际问题。

航空导管的数字化测量方法研究

航空导管成形复杂制造工序多,其性能的优劣将直接影响到飞行器的安全和适航性能。近年来导管数字化制造不断普及,采用传统工装检测已经满足不了精度要求,但是测量臂需逐点测量,所需耗时较多。针对测量臂需逐点测量、所需耗时较多的问题,设计了一种视觉光学测量方法。基于工业近景摄影测量原理,多组固定位置的工业相机通过采集多幅二维照片快速完成弯管的“图像获取、重建、对比、检测、结果输出”完整检测流程。为航空导管制造的形状质量检测提供更多的数字化测量方法。

航空结构件机器人磨抛离线编程技术研究

针对航空结构件机器人打磨中存在的离线编程过程复杂问题,提出一种基于Catia离线编程的机器人打磨轨迹规划方法,利用自主开发的后置处理软件快速生成打磨程序,通过Vericut开发搭建机器人磨抛仿真环境,通过3D视觉粗标定和探头精确标定的组合标定策略提高工件坐标系的标定精度,并基于标定结果实现磨抛程序和仿真环境的快速调整。将该方法可用于框类航空结构件腹板抛光打磨,试验结果表明,该方法生成的程序能够快速精确完成结构件打磨作业,具有一定的实用性,打磨后零件表面粗糙度Ra为3.2μm,满足打磨要求。

纳米氮化硼切削润滑液在切削加工中的应用

总结了近年来改性BN在油基切削液和水基切削液两类切削液的研究现状及发展趋势,并对其应用趋势和技术难点进行了分析与讨论,提高BN在液体润滑剂体系中的分散效果、不断降低润滑液成本以及追求绿色环保制备技术将是今后的主要发展方向。

军民融合背景下航空制造业供应链优化策略研究——基于四川省军民融合企业的调查分析

军民融合是当前航空制造业发展的重要趋势,由国有军工企业与民参军企业构成的军民融合供应链成为军民融合发展战略的重要实施载体,民参军企业嵌入军工供应链将重构传统军工供应链体系,传统军工运作模式已无法适应军民融合新发展需求,军民企业构建战略合作关系是实现军民深度融合目标的关键。以四川省航空制造业军民融合企业为例,梳理军民融合背景下航空制造业供应链发展现状,分析发现军民融合供应链存在的主要问题是信息传递受阻、军民技术通用化发展难度大、民参军企业能力不足、合作不对等,提出对涉及民参军企业的航空制造业供应链环节开展建标、分析、优化的持续改善流程,从军民企业合作关系、信息协同共享、资源优化配置三个方面提出军民融合供应链优化的具体策略,并对未来研究予以展望。

文化蕴乾坤 激情铸龙魂--航空工业成都所先进文化力探索与实践

文化自信,是实现中华民族伟大复兴“中国梦”的精神支撑,是更基础、更广泛、更深厚的自信,是更基本、更深沉、更持久的力量。在长期的攻坚实践和砥砺奋进中,航空工业成都飞机设计研究所(以下简称“成都所”)越发深刻地认识到:航空文化承载着航空工业的价值取向和行为标准,凝聚着全体航空人的共同信念,激励着全体航空人的事业追求和工作激情,推动着中国航空事业的日益兴盛。为此,成都所始终将集团公司关于文化建设的系列要求作为开展文化建设的基本大纲,在文化建设中始终坚持以“航空报国航空强国”初心使命为价值导向,以航空工业先进文化力建设“五个维度”为落地途径,坚持系统思维和体系推进,始终聚焦价值创造和价值实现,在先进文化力打造中既注重纲举目张又结合自身特色。

航空工业成都所 打造跨代战机 引领技术发展

歼-20研制成功和装备部队,实现了'打造跨代新机、引领技术发展、创新研发体系、建设卓越团队'的工程目标。在改革开放40年的风雨征程中,航空工业成都所始终坚守航空报国信念,从歼-9飞机打样到歼-7C/D飞机装备部队,从歼-10系列、歼-20飞机研制成功到'枭龙'系列飞机、'翼龙'系列无人机走出国门……用激情和斗志挥洒汗水,用智慧和勇气创造奇迹,攻克了一个个技术难关,走出了一条艰苦奋斗、勇于超越的自主创新之路。

陶瓷基复合材料多能场辅助高效低损伤铣削加工工艺

陶瓷基复合材料具有高硬度、高强度、各向异性和非均质性的特点,导致其在加工过程中刀具磨损严重,加工质量差,加工效率低。对经过激光烧蚀处理的试样进行铣削加工,证明了铣削粉末状烧蚀产物时几乎不产生力和热量。利用有限元仿真并进行单向超声振动辅助铣削,发现超声振动辅助铣削工艺可以在不降低加工效率的前提下实现陶瓷基复合材料低损伤切削加工。提出了激光烧蚀与超声振动辅助铣削的组合加工工艺。基于加工质量、加工效率、刀具成本等多维指标对铣削加工策略进行综合评价。激光烧蚀+超声振动辅助铣削策略可以获得质量更好的已加工表面,同时加工时间少,刀具成本低,综合来看是可以实现陶瓷基复合材料高效低损伤铣削加工的工艺方案。