本文關(guān)鍵詞：航空制造工藝，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

學(xué)科分類：航空宇航科學(xué)與技術(shù)

依托單位：國(guó)防科技學(xué)院

建設(shè)目標(biāo)：航空制造工藝數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室圍繞國(guó)防主干和優(yōu)勢(shì)學(xué)科，依托高校的優(yōu)勢(shì)力量，培育和建設(shè)特色鮮明、機(jī)制靈活的國(guó)防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室，在先進(jìn)制造技術(shù)前沿領(lǐng)域開(kāi)展基礎(chǔ)科學(xué)探索與應(yīng)用技術(shù)研究。

重點(diǎn)圍繞重大關(guān)鍵技術(shù)的前沿領(lǐng)域，強(qiáng)化“開(kāi)放、流動(dòng)、聯(lián)合、競(jìng)爭(zhēng)”的運(yùn)行機(jī)制，加強(qiáng)與國(guó)家其他類別實(shí)驗(yàn)室機(jī)構(gòu)的聯(lián)合與合作，構(gòu)筑國(guó)防科技基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和高層次科技人才培養(yǎng)的基地。

實(shí)驗(yàn)室主任：王維教授

實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)主任：李明院士

主要研究方向和內(nèi)容：

航空制造工藝數(shù)字化基礎(chǔ)技術(shù)

1．產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)

研究產(chǎn)品的數(shù)字化定義與建模方法，包括需求、性能、結(jié)構(gòu)、制造、裝配、維護(hù)、操作和使用等產(chǎn)品管理與特征屬性；面向過(guò)程的設(shè)計(jì)技術(shù)，包括產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程、技術(shù)與管理體系的適用方法、并行技術(shù)規(guī)范；數(shù)字化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工具CAD/CAM/PDM/PLM的二次開(kāi)發(fā)技術(shù)。

2．仿真技術(shù)

研究面向?qū)ο蟮木C合物理仿真技術(shù)，如數(shù)控機(jī)床、加工典型件、刀具為一體的加工過(guò)程仿真技術(shù)，車間、工件、工裝一體化的裝配自動(dòng)化仿真技術(shù)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型的驗(yàn)證仿真技術(shù)、物理模型的試驗(yàn)仿真技術(shù)。

3．集成技術(shù)

（1）航空工藝知識(shí)工程管理

整理歸納現(xiàn)有的航空制造工藝知識(shí)，構(gòu)建具有數(shù)據(jù)挖掘、經(jīng)驗(yàn)積累、審批存儲(chǔ)、智能應(yīng)用和共享交換等功能的航空工藝知識(shí)工程管理（KEM）平臺(tái)框架。

（2）標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)信息處理技術(shù)

基于我國(guó)國(guó)防工業(yè)正在建立的工藝數(shù)據(jù)庫(kù)、材料數(shù)據(jù)庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫(kù)等七大數(shù)據(jù)庫(kù)，提出工藝的知識(shí)化加工、存儲(chǔ)和應(yīng)用的具體方案。包括工藝知識(shí)庫(kù)總體結(jié)構(gòu)、工藝知識(shí)存儲(chǔ)規(guī)范、工藝知識(shí)交換規(guī)范和工藝知識(shí)應(yīng)用模式等，構(gòu)建面向國(guó)防軍工產(chǎn)品的工藝知識(shí)模塊。

（3）航空工藝智能化知識(shí)工程技術(shù)

研究包括航空工藝廣義共享（無(wú)條件共享），狹義共享（有條件共享）機(jī)制，顯性知識(shí)與隱性知識(shí)的共享問(wèn)題等。

開(kāi)發(fā)統(tǒng)一規(guī)范的應(yīng)用接口和具有自適應(yīng)能力的移動(dòng)代理（Mobile Agent）型服務(wù)模塊，包括應(yīng)用多通道人機(jī)交互技術(shù)建立基于自然語(yǔ)言理解的知識(shí)問(wèn)答接口、系統(tǒng)級(jí)數(shù)據(jù)受限訪問(wèn)接口和單點(diǎn)登錄控制接口等。為不同對(duì)象提供嵌入式、個(gè)性化、即插即用的軟硬件集成產(chǎn)品的應(yīng)用模式（如現(xiàn)有研究成果知識(shí)Robot）。

高效加工、成形與制造技術(shù)

1.輕合金高速切削參數(shù)研究

根據(jù)鋁合金、鈦合金等航空關(guān)鍵部件加工質(zhì)量的需要，進(jìn)行數(shù)控銑削加工過(guò)程物理仿真，構(gòu)建虛擬數(shù)控銑削加工仿真系統(tǒng)平臺(tái)，以組件形式建立各開(kāi)發(fā)模塊的接口，并對(duì)刀具磨損、刀具材料性能與幾何角度、加工系統(tǒng)的變形、切削用量、加工精度、表面粗糙度等參數(shù)進(jìn)行深入的研究，建立關(guān)鍵算法，利用多線程技術(shù)實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊同時(shí)運(yùn)行及數(shù)據(jù)交換，開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的商品化數(shù)控銑削物理仿真軟件，預(yù)測(cè)產(chǎn)品的加工質(zhì)量，為數(shù)控加工工藝方案的優(yōu)化提供平臺(tái)，建立與機(jī)床、刀具相對(duì)應(yīng)的鋁合金、鈦合金數(shù)控高速切削參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.高速切削理論與試驗(yàn)

高速切削作為一種新興的加工工藝，其發(fā)展歷史還十分短暫，涉及該工藝的許多基礎(chǔ)問(wèn)題還沒(méi)有得到充分的研究。通常情況下，高速切削時(shí)主軸轉(zhuǎn)速要比普通切削時(shí)高5～10倍。假如把切削力維持普通切削時(shí)的水平，則提高主軸轉(zhuǎn)速就能提高材料的切除率進(jìn)而達(dá)到減少切削時(shí)間的目的。

高速切削的另一個(gè)內(nèi)涵還在于較高的進(jìn)給速度。如果進(jìn)給速度維持在普通切削的水平，則提高主軸轉(zhuǎn)速就可降低切削力，從而可以加工在普通切削時(shí)無(wú)法加工的薄壁復(fù)雜工件。高速切削最終能達(dá)到表面粗糙度的極限值目前雖尚無(wú)定論，但試驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)表明，在某些應(yīng)用場(chǎng)合，高速銑削的表面質(zhì)量可與磨削媲美。

假如在生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)用高速切削替代部分磨削，其經(jīng)濟(jì)效益十分可觀，而且通過(guò)簡(jiǎn)化工藝流程，可以提高銑床的使用率。

3．激光輔助成形技術(shù)

從熱學(xué)和熱力學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)，用大變形彈塑性有限元法對(duì)激光彎曲成形進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬，研究薄板厚度與溫度梯度、彎曲角度的影響關(guān)系，提出可行的激光輔助彎曲工藝。研究彎曲成形數(shù)值模擬方法，驗(yàn)證激光成形的四種主要變形機(jī)理：溫度梯度機(jī)理、彈性膨脹機(jī)理、塑性皺曲機(jī)理和增厚機(jī)理。

建立薄板激光輔助成形過(guò)程三維瞬態(tài)溫度場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)的有限元方法，模擬強(qiáng)瞬態(tài)非線性特征的薄板激光成形過(guò)程；研究常溫條件下鈦合金板的激光彎曲成形理論、工藝參數(shù)，探索利用激光作為熱源使金屬板料發(fā)生熱塑性變形的柔性成形加工方法。

4．鈦合金激光快速原形技術(shù)

根據(jù)材料冶金原理、金相組織與性能、材料物性與微觀力學(xué)理論的研究進(jìn)展，分析材料梯度性能、組織與成分設(shè)計(jì)之間的關(guān)系，利用宏觀、細(xì)觀、微觀熱應(yīng)力分析方法，研究功能梯度材料系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論。

完善控制軟件設(shè)計(jì)、閉環(huán)控制系統(tǒng)、分層切片、材料信息的表征、三維執(zhí)行機(jī)構(gòu)、粉末遞送系統(tǒng)、保護(hù)氣體系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等金屬零件激光直接制造系統(tǒng)，根據(jù)FGMs性能變化規(guī)律、零件結(jié)構(gòu)尺寸與形狀精度優(yōu)化快速制造工藝參數(shù)，形成完整的鈦合金功能梯度材料制造工藝。

研究鈦合金FGMs的材料特性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)方法。包括熱應(yīng)力、殘余應(yīng)力評(píng)價(jià)，，采用激光、超聲波的局部熱應(yīng)力評(píng)價(jià)方法，功能梯度材料的加工熱應(yīng)力、殘余應(yīng)力建模分析方法。建立鈦合金功能材料測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)（包括材料力學(xué)性能、靜力學(xué)性能、疲勞性能）。

5．激光再制造數(shù)字化技術(shù)

飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)損傷的修復(fù)是對(duì)損傷件的再制造過(guò)程，激光再制造數(shù)字化技術(shù)研究主要包括二個(gè)方面，（1）修復(fù)過(guò)程的數(shù)字化表征，材料表征技術(shù)研究，研究不同材料結(jié)構(gòu)損傷激光熔覆、激光焊接所需要的填充、接補(bǔ)、強(qiáng)化材料建模技術(shù)與方法；修復(fù)設(shè)備研究，研究激光在線修復(fù)系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等自動(dòng)化裝備；

修復(fù)技術(shù)研究，針對(duì)不同材料與結(jié)構(gòu)、不同的損傷模式研究相應(yīng)的激光修復(fù)工藝技術(shù)；（2）建立典型修復(fù)部件的修復(fù)工藝參數(shù)實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)庫(kù)。

6．安全設(shè)計(jì)技術(shù)

研究大型復(fù)雜系統(tǒng)的安全評(píng)價(jià)方法、安全符號(hào)、維修保障信息數(shù)據(jù)庫(kù)、產(chǎn)品安全設(shè)計(jì)技術(shù)，對(duì)制造產(chǎn)品實(shí)行全生命周期管理，在設(shè)計(jì)、制造過(guò)程中加入安全符號(hào)，并以制造安全符號(hào)為基礎(chǔ)，建立裝備產(chǎn)品使用、維護(hù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，保障產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、使用與維護(hù)的安全性與可靠性。

工裝數(shù)字化技術(shù)

研究產(chǎn)品設(shè)計(jì)與裝配設(shè)計(jì)的并行工程，運(yùn)用精益生產(chǎn)的思想和方法，精簡(jiǎn)裝配流程，研究大尺度數(shù)字裝配過(guò)程仿真模擬的技術(shù)路線和方法，研究工程 BOM 、制造 BOM 以及維護(hù) BOM 的有效轉(zhuǎn)換機(jī)制和方法，研究數(shù)控自動(dòng)鉆鉚技術(shù)和工藝，簡(jiǎn)化工裝。

研究推廣動(dòng)態(tài)工夾具的設(shè)計(jì)和使用，先進(jìn)的裝配互換協(xié)調(diào)技術(shù)、裝配過(guò)程的工藝補(bǔ)償?shù)认冗M(jìn)工藝技術(shù)手段。重點(diǎn)研究飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)零部件裝配工裝的設(shè)計(jì)、制造和檢測(cè)技術(shù)，探討上述各類工藝裝備的敏捷化設(shè)計(jì)、制造和檢測(cè)等環(huán)節(jié)的先進(jìn)、有效技術(shù)方法和手段，利用逆向工程技術(shù)原理，結(jié)合敏捷化設(shè)計(jì)技術(shù)，完善工裝零部件生產(chǎn)制造過(guò)程的成熟度分析、制造過(guò)程可視化分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)敏捷化制造。

團(tuán)隊(duì)：5個(gè)

并行設(shè)計(jì)與工藝集成團(tuán)隊(duì)

高效數(shù)控加工與仿真團(tuán)隊(duì)

裝配工藝數(shù)字化與裝備自動(dòng)化團(tuán)隊(duì)

產(chǎn)品設(shè)計(jì)工藝仿真團(tuán)隊(duì)

先進(jìn)激光制造與成形技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)

  本文關(guān)鍵詞：航空制造工藝，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。