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航空航天零件智能裝夾制造工藝技術

  航空航天蒙皮及其他零件的制造珍昨,大多為單件小批墓毒,設計過程完成后,往往需要工藝夾具設計部門設計較多的夾具系統(tǒng)才可以進行制造嫁潦,通常一個機型(航空航天器)的夾具設計周期會伴隨整個的制造周期捍陌,一個零件的制造通常要多套夾具系統(tǒng)才可以完成整個的制造,本文重點闡述近殖,在航空航天器零部件制造過程中無夾具制造系統(tǒng)的原理和實施方法颁究、以及數控機床在線質量控制技術。同時該工藝和適合其他航空航天器零部件制造的智能裝夾工藝改進涮观、數控加工過程質量控制(OMV)坑状。

  蒙皮材料通常為高強度鋁合金、碳纖維增強鋁合金復合材料梳让、其他復合材料等却坦,其成型工藝往往采用與拉伸、拉彎工藝喻名、復合材料模具覆層成型工藝殃练,外形精度適度范圍較寬,同時因為其薄壁形態(tài)疚筋,整個零件形態(tài)是柔性形態(tài)扫皱,裝卡困難,對材料輪廓切割捷绑、削弱槽等的加工以及加工部位精度要求較高的特點韩脑,在傳統(tǒng)數控加工方式解決起來有較大的困難,存在柔性體定位必須使用檢測技術和設計的3D CAD模型為所有工藝制造過程的唯一理論模型粹污,從而避免出現制造過程的人為錯誤段多。對于連接件、壁板類零件往往需要從一個較大的坯料中完全加工出來壮吩,裝卡次數非常多进苍,并且會出現較多的局部變形,對局部變形部位的加工往往沒有辦法進行鸭叙,因為變形部位被校準的可能性很小觉啊,對此類問題,同樣可以采用智能裝卡的方式沈贝,根據局部工藝特征自適應精確加工需要加工的局部特征杠人。在實際生產中有非常積極的意義,可以讓工藝人員根據新的工藝技術缀程,安排更合理高效的航空航天類零件加工工藝搜吧,此項技術在A380葉片修復、關鍵零件制造方面解決了關于數控機床加工的較多關鍵性問題裤狱,為縮短制造周期起到了非常重要的作用乒踢。

  智能裝夾的實現基本方法揪馅,是采用專業(yè)的軟件進行的,航空航天制造業(yè)普遍采用的裝夾方式有機械捡霹、液壓可調夾具瞳州、真空吸附裝夾等,本文闡述重點針對真空吸附裝夾多點自由放置裝夾或機械可調裝卡卧袄,但此類裝夾往往會導致零件每次裝夾的空間狀態(tài)都會有差別寒护,我們希望采用一套可以針對大多數零件加工的柔性真空吸附裝夾系統(tǒng)(請參閱相關文獻和產品),針對多軸數控機床來說纸谤,需要精確制導自由裝夾后工件相對空間位置潭鞭,首先我們使用自適應加工(PS-FIXTURE)系統(tǒng)對現有工件進行數據采集處理,該系統(tǒng)根據零件3D CAD模型進行數控機床檢測程序的編制讲稀,并進行仿真汤笋,然后在數控機床上執(zhí)行該檢測程序,并在機獲取檢測結果數據葱峡,有于數據保密緣故砚哗,我們采用類似的航空制造業(yè)零件來說明該問題:

  A、讀入CAD模型砰奕,同時可以輸入相關零件的工藝信息蛛芥,問題的關鍵是,讓我們的設計制造和檢測形成一個閉環(huán)系統(tǒng)军援,而不是采用3D設計仅淑,而到制造領域又轉化為文字描述性的工藝和2D的工程圖紙,為實現無紙化制造提供了必須的工具胸哥,從根本上保證制造工藝的完整漓糙、協(xié)調和統(tǒng)一。

  B烘嘱、讀入正常零件狀態(tài)編制的CAM編程路徑,該技術基于設計CAD模型設定的加工坐標系進行編程蝗蛙,編程過程無需考慮加工過程的CAD具體裝夾位置蝇庭,軟件可以輸入由CAM軟件輸出的刀具路徑信息,讀進去的刀具路徑通常會和實際裝夾位置的CAM模型位置有較大的差異捡硅,如果直接用未進行自適應處理的程序進行加工哮内,必然會出現廢品。

  C讶瘩、根據系統(tǒng)輸出數控機床檢測路徑在數控機床上執(zhí)行實際零件檢測指令达植,程序自動控制數控系統(tǒng)輸出檢測結果,輸出形式根據數控系統(tǒng)共不同包括數控機床在機或脫機輸出檢測結果到智能裝夾軟件系統(tǒng)中欺划。

  D轿侍、智能裝夾軟件系統(tǒng)根據檢測結果進行軟件智能裝夾處理過程酒尝,根據理論CAD模型進行計算,自適應調整實際零件在機床上的位置和理論CAD模型之間的關系皿腾,這是解決實際應用關鍵性步驟迫手,從而獲取自適應數據。

  E索廊、得到處理結果舒搬,這是我們可以看到通過正常CAD模型編制的刀具路徑已經不在正確的加工位置,軟件系統(tǒng)會自動調整刀具路徑到正確的位置政辕,進行自動后處理疤信,然后數控機床使用調整過空間位置的NC程序對所加工工件進行加工,整個過程完全由系統(tǒng)自動完成淹遵,同時針對不同的產品可以做不同的定制開發(fā)口猜,以拓展軟件解決實際問題的專業(yè)化和自動化。

  軟件技術的進步合呐,能從工藝本身改變我們工藝人員的思路暮的,我們是否可以在航空航天制造領域更多的采用智能裝夾工藝技術,最大限度的放棄過去通過大量制造工件裝夾夾具系統(tǒng)淌实、減少或放棄傳統(tǒng)的拼夾方式工件裝夾冻辩,在制造自動化過程中逐步采用智能裝卡系統(tǒng),使制造環(huán)節(jié)的質量保證體系形成閉環(huán)系統(tǒng)拆祈,避免制造信息化開環(huán)系統(tǒng)造成的地信息化完整地假象恨闪,同時對制造過程的質量控制采用數控機床在線質量控制系統(tǒng),數控機床在線質量控制系統(tǒng)彌補的是傳統(tǒng)工藝制造技術的工藝缺環(huán)放坏,對整個制造過程質量變化和監(jiān)控起到關鍵作用咙咽。


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