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1數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)
以飛機(jī)裝配工藝為例,過去采用樣板、模線、樣件等模擬量傳遞方式,效率,準(zhǔn)確度,產(chǎn)品質(zhì)量都比較低。而現(xiàn)在基于計(jì)算機(jī)的先進(jìn)裝配協(xié)調(diào)方法采用了數(shù)字量傳遞的方式,效率,準(zhǔn)確度都有很大提高。然而無論是哪種裝配,協(xié)調(diào)工藝都決定于其設(shè)計(jì)。因此要提高裝配,協(xié)調(diào)工藝必須從設(shè)計(jì)入手。數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)以CAD/CAM技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫技術(shù)和信息集成技術(shù)發(fā)展等為基礎(chǔ),主要內(nèi)容有產(chǎn)品數(shù)字化定義、虛擬裝配和并行技術(shù)等。產(chǎn)品數(shù)字化定義是應(yīng)用計(jì)算機(jī)來描述和定義產(chǎn)品的研制,它的目的是對(duì)在產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字化過程中所包含的信息進(jìn)行定義和描述,以及這些信息之間的相互關(guān)聯(lián)。產(chǎn)品數(shù)字化裝配是指對(duì)已進(jìn)行數(shù)字化定義的產(chǎn)品零部件通過計(jì)算機(jī)實(shí)體進(jìn)行虛擬裝配,確定航空部件的配合是否符合尺寸,配合要求是否存在超差等等。使在設(shè)計(jì)過程中的可能不合理因素減到最少,從而減少在制造過程中的更改與返工。由于采用了數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù),使波音777研制周期縮短了一半,降低了25%的成本,減少了75%的出錯(cuò)與返工率,產(chǎn)品質(zhì)量得到了大幅度提高。并在波音777飛機(jī)開發(fā)與制造過程中的成功應(yīng)用,使數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的重要性得到充分認(rèn)識(shí)。
2集成技術(shù)
由于航空產(chǎn)品有研制周期長(zhǎng),結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造精度要求高,產(chǎn)品使用期長(zhǎng),售后情況復(fù)雜,研發(fā)生產(chǎn)合作國際化等特點(diǎn),因此集成技術(shù)顯得尤為重要。作為集成制造技術(shù)的重要組成部分,計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)通過計(jì)算機(jī)技術(shù)將CAD、數(shù)控編程、數(shù)控加工等原本各自獨(dú)立的環(huán)節(jié)整合為一個(gè)有機(jī)整體,以達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量,縮短制造過程,減少生產(chǎn)成本的目的?,F(xiàn)代集成技術(shù)包含有信息集成、過程集成和企業(yè)間集成。通過現(xiàn)代集成技術(shù)可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、全球化制造。完成波音777研發(fā)生產(chǎn)后波音公司,開始實(shí)施DCAC/MRM(飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制/制造資源管理),以達(dá)到從用戶訂單、設(shè)計(jì)制造、最終到交付使用的統(tǒng)一信息和過程管理的目的。現(xiàn)代集成技術(shù)可以解決以前單一數(shù)據(jù)源方面存在的問題,統(tǒng)一管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)、生產(chǎn)管理過程數(shù)據(jù)。確定信息的完整性、唯一性、協(xié)調(diào)性、有效性、無冗余和安全性。將資源管理、設(shè)計(jì)、制造、銷售、服務(wù)等5個(gè)過程的信息整合為一體。
3數(shù)控加工技術(shù)
先進(jìn)的數(shù)控加工技術(shù)是當(dāng)代航空制造業(yè)中一個(gè)重要的組成部分,也是柔性制造技術(shù)的基礎(chǔ)。隨著我國近年來大量新機(jī)研制項(xiàng)目的開發(fā),大量的業(yè)務(wù)都需要國際間合作,各航空企業(yè)所保有的數(shù)控機(jī)床總量已大幅度增加,通過數(shù)控機(jī)床加工的零件數(shù)量明顯增多。在航空制造所涉及的零部件主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件數(shù)量多,表面形狀復(fù)雜。因此加工技術(shù)難度很大,在此需求背景下,對(duì)航空行業(yè)的數(shù)控加工技術(shù)水平有很高要求。為實(shí)現(xiàn)這一要求,以特征技術(shù)為基礎(chǔ)的針對(duì)飛機(jī)零部件和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)件的CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)技術(shù),分布式的DNC技術(shù),CAP智能化技術(shù),網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理技術(shù),車間生產(chǎn)組織、管理調(diào)度技術(shù)有了很大的提高。
4虛擬制造技術(shù)
虛擬制造的實(shí)質(zhì)是通過相關(guān)軟件在計(jì)算機(jī)中的制造,可在計(jì)算機(jī)中演示完整的制造過程。通過虛擬制造可以驗(yàn)證制造過程的安全性,并且可以進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)方案。從而保證設(shè)備與操作人員的安全,降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本,縮短生產(chǎn)工期,提高生產(chǎn)效率。
在常規(guī)成形領(lǐng)域中的應(yīng)用作為最早于計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的行業(yè),計(jì)算機(jī)技術(shù)明顯地推動(dòng)著航空制造工業(yè)各方面的改變。計(jì)算機(jī)技術(shù)在航空部件制造的三大傳統(tǒng)工藝(鈑金、機(jī)械加工、鉚裝)中的廣泛應(yīng)用,航空制造技術(shù)水平有很大進(jìn)步。飛機(jī)鈑金件往往具有結(jié)構(gòu)體積大,質(zhì)量輕的特點(diǎn),而且大部分飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的鈑金部分是保證飛機(jī)氣動(dòng)外形的重要組成,其加工水平直接決定了飛機(jī)的氣動(dòng)性能。然而以蒙皮加工為例,傳統(tǒng)的蒙皮拉形機(jī)往往以人工操作為主,加工質(zhì)量取決于操作員的熟練度與技術(shù)水平,導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。不過隨著大量采用數(shù)控技術(shù)的蒙皮拉形機(jī)的投入使用,產(chǎn)品質(zhì)量得到穩(wěn)定保障。在傳統(tǒng)的機(jī)械加工方面,大量地對(duì)先進(jìn)數(shù)控設(shè)備進(jìn)行采用,使飛機(jī)零部件中的復(fù)雜表面加工,如發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的生產(chǎn)效率大大提高。在傳統(tǒng)的飛機(jī)連接技術(shù)中主要采用鉚接等方法,同時(shí)也導(dǎo)致了疲勞壽命低,密封性差等。而隨著對(duì)真空電子束焊,激光焊等先進(jìn)連接技術(shù)的研究,可以有效地改善機(jī)體結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)力學(xué)性能。
6結(jié)束語
隨著社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展,航空制造業(yè)面臨著環(huán)保,節(jié)能,輕量,可靠等更高更多的要求,只有與各領(lǐng)域、各項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)相結(jié)合,才能滿足社會(huì)需求。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展日新月異,航空制造業(yè)只要充分利用各項(xiàng)計(jì)算機(jī)新技術(shù),就一定能提高技術(shù)水平和生產(chǎn)實(shí)力。
作者:白小文單位:江蘇省交通技師學(xué)院
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