面向大型航空构件的国产高档数控机床和专用装备.pdf

《面向大型航空构件的国产高档数控机床和专用装备.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、面向大型航空构件的国产高档数控机床和专用装备DomesticAdVancedCNCMachineToolandSpecialEquipmentOrientedtoLargeAviationComponent中航工业北京航空制造工程研究所王增新王卫朝王增新高级工程师，中航工业北京航空制造工程研究所航空专用装备工程中心研发部长。从事高档数控机床与航空专用装备研发工作，参与多项《高档数控机床与基础制造装备》国家科技重大专项、航空基金等课题。拥有“机械驱动形式的带机械主轴的月日双摆角数控万能铣头”技术秘密认定证书，发表多篇学术论文。飞机

2、性能的提高取决于机体结构效率和发动机推重比的提高，机体结构效率和发动机推重比的提高取决于高性能材料和先进结构的采用，而高性能材料和先进结构的获得48航空制造技术·2015年第16期为使我国航空制造技术尽快赶超世界先进水平，需要发展相当数量的高性能数控机床和航空专用装备。但国内数控加工技术远不能满足快速发展的航空制造业的需求，还需要结合航空制造工艺技术的发展，深入研究各种高性能航空结构件的制造技术和装备。国外航空装备研发模式值得借鉴，设备研制单位和用户企业“抱团发展”应该成为我国高档数控机床和航空专用装备研发的主要模式。DOI：1

3、0．16080a．issnl671-833x．2015．16．048则取决于先进的制造技术。数控制造技术是航空工业发展先进制造技术的重要组成部分。数控技术应用的广度和水平是衡量航空工业综合技术水平和企业现代化水平的重要指标之一。航空制造业既是高端制造业技术水平的标志，又是一个国家高档数控机床创新与发展的策源地。各国数控机床厂商正紧密围绕航空制造技术不断发展的需求进行设备研制。航空结构件是构成飞机机体骨架和气动外形的主要组成部分，现代飞机为满足隐身、超声速巡航、超常规机动、高信息感知能力、长寿命、结构轻量化等方面的性能要求，大量采

4、用新技术、新结构、新材料，其结构件主要向整体化、大型化、复杂化、精确化和材料多元化方向发展。随着技术的发展，现代大型飞机在材料选择方面呈现出新的特点和趋势，现代飞机材料已经从以前的铝合金独霸天下变成了铝合金、钛合金、复合材料三分天下的局面，而且复合材料、钛合金还有进一步扩大的趋势”]。航空结构件制造中，不同的材料特性和工艺方法对相应的数控装备提出了不同要求，主要表现为：(1)铝合金零件数控加工机床的设计轻量化和运行高速化；(2)钛合金和高强度结构钢零件数控加工机床的大扭矩和高刚性；spec训Equ岬。nffom咖胁dusIry航

5、空专用装备(3)复合材料零件制造设备的自动化和数控化。中航工业北京航空制造工程研究所航空专用装备工程中心是国内最早开发数控机床的单位之一，作为航空专用工艺装备的配套研制单位，经过数十年的发展，逐步形成了多种型号规格的针对铝合金、钛合金和复合材料高效加工的系列产品。航空铝合金数控加工机床高速切削技术是近些年迅速发展起来的一项先进制造技术，它不但极大地提高了加工效率，而且显著地改善了零件的加工精度和表面质量。由于高速切削时产生的切削力小，发热少，残余应力以及零件变形较小，因此在航空铝合金零件数控加工方面得到了广泛应用。高速切削机床以

6、高速主轴系统、高速进给系统和高动态特性为典型特征。目前，面向航空铝合金零件高效数控加工的机床以移动龙门结构为典型代表。由于移动龙门结构具有结构刚性好、加工范围大、占地面积小、操作方便等特点，成为航空铝合金加工大型数控机床首选的总体结构形式。因铝合金材料若干年以来在航空领域占有的重要地位和较大应用比重，各航空数控加工车间先后配置了大量进口中高档龙门数控机床。鉴于此类高速数控机床的强劲需求，国内许多机床厂商也相继发展了自己的中高端龙门移动数控机床。多龙门多主轴机床是最具航空特色的龙门移动数控机床，工作台宽度尺寸大，机床纵向行程长，一

7、台机床可配置多个龙门架(高架桥式机床为横梁)，每个龙门(横梁)上可配置多个主轴，既可以同时加工多个相同的梁类零件，也可以只加工一个大尺寸的壁板、框类零件，机床的利用率和加工效率得到有效提高。由于大尺寸零件数量有限，多龙门多主轴布局的机床在航空大型机床中占有相当大的比例。当多龙门多主轴结构的机床加工大型或超长零件时，每个龙门架的加工行程都可以覆盖整个机床工作台，可以让1个龙门架利用整个工作台进行加工，也可以让多个龙门架对同一个零件进行分段加工；当该机床加工尺寸稍小的飞机零件时，可以将每个龙门架限定在各自的加工区域内进行加工，也可以

8、在一个区域内加工，在另一个区域内进行工件装卸、调整等辅助工作；当机床加工细长类零件或小零件时，多个主轴可以同时加工多个同样的零件【2】。FOREST—LINE、CINCINNATI等国际知名机床厂商均有多龙门多主轴的龙门机床应用于航空数控加工，北京航空制造工程研