[00788166]航空大型复杂构件动态加工特征驱动的超高效数控编程与加工技术

中国先进飞机立项型号多、研制周期要求短，在飞机研制中两大矛盾日益凸显：一是大型复杂整体结构件的大量使用，加工易变形，质量难以保证。二是研制周期要求短，现有数控编程和加工时间长，效率难以满足要求。大型整体结构件的数控编程和加工已成为新机研制的瓶颈之一。该项目在国家科技重大专项、国家重大型号任务和国家自然科学基金等项目支持下，历经近十年产学研联合攻关，形成了具有自主知识产权的关键技术、工艺装备和系列软件的技术体系，实现了航空大型复杂构件从计算机辅助加工到智能数控加工的跨越。主要技术发明如下： 发明了动态加工特征建模方法和识别方法，实现了适应不同零件结构、不同工艺水平和不同企业应用习惯的加工特征定义，航空大型复杂构件平均特征自动识别率96%以上，解决了小批量或单件生产的复杂零件工艺积累与重用的难题。 发明了动态加工特征驱动的大型复杂构件数控加工智能编程方法，实现了加工特征自动排序、驱动几何链自动创建与刀轨自动生成，刀轨自动生成率95%以上，平均提高数控编程效率3倍以上。 发明了复杂构件动态加工特征切削参数分段和变切深优化方法，实现了复杂结构零件的高效加工和复杂曲面零件的分区优化加工，大型复杂构件加工效率提高25%以上。 发明了动态加工特征驱动的数控加工过程控制和优化方法，研制了自适应装夹并实时监测零件变形的工艺装备，实现了加工-监测-检测-装夹一体化自适应加工，解决了大型零件加工变形控制难题，显著提高了大型整体结构件首件加工一次合格率。 该项目获授权国家发明专利30项、软件著作权4项、SCI论文31篇，其中动态加工特征建模和浮动装夹自适应加工技术研究成果分别在2012年和2015年国际生产工程权威学术年会(CIRP)上宣读，应邀在德国、英国举办的国际学术会议上做大会主题报告3次。该成果已应用于成飞公司、西飞公司、洪都公司等八家大型企业，在15个飞机型号的1591项零件研制生产中成功应用，显著提升了中国航空大型复杂结构件的制造水平。近三年部分应用单位新增经济效益4.275亿。2015年4月1日，由工信部和国家发改委组织召开的航空领域首个国产高档数控机床应用示范工程成果应用推广会上将该项目成果作为三大关键共性技术之一向全国军工制造行业推广。该成果2014年通过国防科工局组织的技术鉴定，鉴定结论为：“成果总体技术达到国际先进水平，在动态加工特征建模方面达到国际领先水平。”