飛機數字化設計與制造技術

◎李明升 曹楨

飛機數字化設計與制造技術

◎李明升 曹楨

當前，世界先進的飛機制造商已經通過數字化技術完成了飛機的無紙化設計和制造，而我國航空企業雖然也在對其進行進一步的研究，但是和發達國家作比較，發現還是存在較大的差距。本文主要說明了數字化制造的概念和規律，由項目管理方法和建設數字化協同工作平臺，組織精益生產探索，構建各種計算機輔助設計環境結合軟件這些方面進行了具體的分析，提出了相應的建議。

目前飛機數字化制造技術逐漸在全世界航空業進行，軟件設計和開發以及全數字化環境的構建等一系列技術的發展，促使航空制造領域產生了一次前所未有的變革。現代風機產品制造流程其實根本上就是，對于某個產品實施并行協同的數字化建立模型和零件配置安裝，產品總裝，還有測量檢驗地下游進行傳播以及拓展和加工處理的整流程，最后構成的飛機產品可以看成是數據物質的體現。因此，下面將進一步分析和闡述飛機數字化設計與制造技術。

數字化制造的基本概念

數字化設計和制造屬于在虛擬顯示和計算機網絡以及迅速圓形和數據庫，還有多媒體等技術支持的基礎上，針對使用者的需要，快速采集資源信息，對于產品和工藝以及資源這些信息進行分析和規劃以及重新組合，完成對于產品設計與作用的仿真與原形制造，從而短時間生產出符合使用者需求性能的產品全部的制造流程。

這里所說的數字設計與制造起就是對于設計和制造過程實施數字化描述過程中構建數字空間，同時在當中實現產品制造的流程。數字化環境構建在計算機數字和網絡信息以及制造等技術結合和發展以及運用的過程當中，并且還是制造企業和制造與生產系統持續完成數字化目標的必要條件。個人和企業以及車間與設備，還有經銷商與市場成為數字化環境地多個節點，而產品在設計和制造以及銷售的流程當中的數字信息則是數字化環境當中的改變因素。

飛機設計和制造業的數字化體現是應用計算機軟件和硬件技術，將網絡當作前提，由數據庫當作平臺。在飛機產品由采辦到研究到設計再到制造交付和培訓以及維護，最后到報廢整個生命周期當中，由CAD／CAM／CAE為節都關系飛機設計和實驗地數字化生產程序，構建在制造信息支持系統以及數字掌控制造體系當中。

數控加工技術需要

重點零件數控加工技術。飛機對接位置和活動面處的多體接頭類型零件加工有著較高的要求，而新型材料技術發展與飛機總體強度重量比以及技術方面不斷提出更高的要求，并且對于數控加工技術同樣也提出了更高的要求。例如，整體零件包含機翼蒙皮壁板和機身的蒙皮壁板以及機翼大梁等。零件不包含輪廓尺寸之外，還表現多槽腔單面或者是多面理論外形這些構造規律。大型整體零件數控加工一定要充分思考五坐標加工和快速高效以及數控加工變形掌控這些技術的綜合使用。而接頭類型的零件擁有較高且尺寸較大，槽腔較深，空間孔精確部位要求較高的特點。針對加工變形掌控，深槽腔轉交外表質量掌控，空間精確程度孔數字化技工技術有著更高的要求，必須要重視轉插銑和膛銑復合加工技術的結合使用。

結合運用各種集成技術。數控加工技術集成化運用，使工藝流程更加簡單，并且充分表現數控設備和技術的有事，能夠在很大程度上減少成本與零件加工的頻率。飛機加工數控技術完成構建在擁有大路程和轉速快，高進給和進度以及五軸聯動數控設施，還有擁有高動平衡級別和剛性和耐磨性數控刀具的前提下。高速加工對于提升切割速度和防止加工變形，提升外表加工質量擁有十分重要的意義。CAD／CAM／CAE集成西戎和ERP系統等多種技術，在飛機制造中的運用，對于飛機經濟性指標方面擁有極大的影響。

數字化制造特點

產品研究制造變革。傳統樣機研究制造的過程與方式大概是概念和初步以及生產設計時期，每個時期都需要繪制模線與制作物力樣機給相關工作人員精確的設計和配置飛機內部空間方面提供幫助，研究制作的路程是串行，產品定義信息傳播不持續。基于數字化環境，其模線與物理樣機都是產品數字化定義或者是樣機充當的，研究制造的流程屬于并行的戰士方式，給完成多科學協同設計方面提供便利。擁有由業務流程當做核心，跨地域多企業地動態研究制造特點。站在協同研究制造整體目標去看，產品數字化協同顏值當中存在橫向與縱向，就算制造企業遍布世界多個地方，也能夠利用網絡實施協同設計和焦化產品有關設計信息，讓設計制造的數據和設備以及實施等更加直觀，真正做到了共享。

結合先進技術。將數字化技術和別的現金理念與技術結合，使其能夠集中并且融合成一個總體，最大限度發揮先進技術總體效益。美國jsf項目由馬丁等公司為核心的，其團隊涉及三十個國家中的五十家企業，使用數字化設計制造管理模式，由跨越航空工業的國際性虛擬企業當作展示方式。集成平才使用產品全生命周期管理軟件，包含網絡平臺使用VPN和LAN等多種系統構成的使用平臺。而業務平臺是由多種軟件組成的，例如，文檔和材料以及零件管理等。數字化廠家的設計仿真的軟件包，企業資源規劃與工廠管理軟件。商務平臺還包含給使用者提供訪問別的系統數據的各種類型的接口。

通過本文對飛機數字化設計與制造技術的進一步分析和闡述，使我們了解到世界先進的飛機制造商已經通過數字化技術完成了飛機的無紙化設計和制造，而我國航空企業雖然也在對其進行進一步的研究，但是和發達國家作比較，發現還是存在較大的差距。因此，我國必須要加強這方面的研究，不斷創新和綜合應用技術，從而做到和國際水平同步。希望通過本文的進一步闡述，能夠給飛機數字化設計與制造技術方面提供一定的參考和幫助。進而推動我國飛機制造業的整體發展。

（作者單位：中航飛機股份有限公司研發中心）