◎李明升 曹楨

飛機數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)

◎李明升 曹楨

當前，世界先進的飛機制造商已經(jīng)通過數(shù)字化技術(shù)完成了飛機的無紙化設(shè)計和制造，而我國航空企業(yè)雖然也在對其進行進一步的研究，但是和發(fā)達國家作比較，發(fā)現(xiàn)還是存在較大的差距。本文主要說明了數(shù)字化制造的概念和規(guī)律，由項目管理方法和建設(shè)數(shù)字化協(xié)同工作平臺，組織精益生產(chǎn)探索，構(gòu)建各種計算機輔助設(shè)計環(huán)境結(jié)合軟件這些方面進行了具體的分析，提出了相應(yīng)的建議。

目前飛機數(shù)字化制造技術(shù)逐漸在全世界航空業(yè)進行，軟件設(shè)計和開發(fā)以及全數(shù)字化環(huán)境的構(gòu)建等一系列技術(shù)的發(fā)展，促使航空制造領(lǐng)域產(chǎn)生了一次前所未有的變革?，F(xiàn)代風機產(chǎn)品制造流程其實根本上就是，對于某個產(chǎn)品實施并行協(xié)同的數(shù)字化建立模型和零件配置安裝，產(chǎn)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(gòu)成的飛機產(chǎn)品可以看成是數(shù)據(jù)物質(zhì)的體現(xiàn)。因此，下面將進一步分析和闡述飛機數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)。

數(shù)字化制造的基本概念

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

這里所說的數(shù)字設(shè)計與制造起就是對于設(shè)計和制造過程實施數(shù)字化描述過程中構(gòu)建數(shù)字空間，同時在當中實現(xiàn)產(chǎn)品制造的流程。數(shù)字化環(huán)境構(gòu)建在計算機數(shù)字和網(wǎng)絡(luò)信息以及制造等技術(shù)結(jié)合和發(fā)展以及運用的過程當中，并且還是制造企業(yè)和制造與生產(chǎn)系統(tǒng)持續(xù)完成數(shù)字化目標的必要條件。個人和企業(yè)以及車間與設(shè)備，還有經(jīng)銷商與市場成為數(shù)字化環(huán)境地多個節(jié)點，而產(chǎn)品在設(shè)計和制造以及銷售的流程當中的數(shù)字信息則是數(shù)字化環(huán)境當中的改變因素。

飛機設(shè)計和制造業(yè)的數(shù)字化體現(xiàn)是應(yīng)用計算機軟件和硬件技術(shù)，將網(wǎng)絡(luò)當作前提，由數(shù)據(jù)庫當作平臺。在飛機產(chǎn)品由采辦到研究到設(shè)計再到制造交付和培訓(xùn)以及維護，最后到報廢整個生命周期當中，由CAD／CAM／CAE為節(jié)都關(guān)系飛機設(shè)計和實驗地數(shù)字化生產(chǎn)程序，構(gòu)建在制造信息支持系統(tǒng)以及數(shù)字掌控制造體系當中。

數(shù)控加工技術(shù)需要

重點零件數(shù)控加工技術(shù)。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(shù)發(fā)展與飛機總體強度重量比以及技術(shù)方面不斷提出更高的要求，并且對于數(shù)控加工技術(shù)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(xiàn)多槽腔單面或者是多面理論外形這些構(gòu)造規(guī)律。大型整體零件數(shù)控加工一定要充分思考五坐標加工和快速高效以及數(shù)控加工變形掌控這些技術(shù)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(zhuǎn)交外表質(zhì)量掌控，空間精確程度孔數(shù)字化技工技術(shù)有著更高的要求，必須要重視轉(zhuǎn)插銑和膛銑復(fù)合加工技術(shù)的結(jié)合使用。

結(jié)合運用各種集成技術(shù)。數(shù)控加工技術(shù)集成化運用，使工藝流程更加簡單，并且充分表現(xiàn)數(shù)控設(shè)備和技術(shù)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(shù)控技術(shù)完成構(gòu)建在擁有大路程和轉(zhuǎn)速快，高進給和進度以及五軸聯(lián)動數(shù)控設(shè)施，還有擁有高動平衡級別和剛性和耐磨性數(shù)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(zhì)量擁有十分重要的意義。CAD／CAM／CAE集成西戎和ERP系統(tǒng)等多種技術(shù)，在飛機制造中的運用，對于飛機經(jīng)濟性指標方面擁有極大的影響。

數(shù)字化制造特點

產(chǎn)品研究制造變革。傳統(tǒng)樣機研究制造的過程與方式大概是概念和初步以及生產(chǎn)設(shè)計時期，每個時期都需要繪制模線與制作物力樣機給相關(guān)工作人員精確的設(shè)計和配置飛機內(nèi)部空間方面提供幫助，研究制作的路程是串行，產(chǎn)品定義信息傳播不持續(xù)。基于數(shù)字化環(huán)境，其模線與物理樣機都是產(chǎn)品數(shù)字化定義或者是樣機充當?shù)?，研究制造的流程屬于并行的?zhàn)士方式，給完成多科學(xué)協(xié)同設(shè)計方面提供便利。擁有由業(yè)務(wù)流程當做核心，跨地域多企業(yè)地動態(tài)研究制造特點。站在協(xié)同研究制造整體目標去看，產(chǎn)品數(shù)字化協(xié)同顏值當中存在橫向與縱向，就算制造企業(yè)遍布世界多個地方，也能夠利用網(wǎng)絡(luò)實施協(xié)同設(shè)計和焦化產(chǎn)品有關(guān)設(shè)計信息，讓設(shè)計制造的數(shù)據(jù)和設(shè)備以及實施等更加直觀，真正做到了共享。

結(jié)合先進技術(shù)。將數(shù)字化技術(shù)和別的現(xiàn)金理念與技術(shù)結(jié)合，使其能夠集中并且融合成一個總體，最大限度發(fā)揮先進技術(shù)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(yè)，使用數(shù)字化設(shè)計制造管理模式，由跨越航空工業(yè)的國際性虛擬企業(yè)當作展示方式。集成平才使用產(chǎn)品全生命周期管理軟件，包含網(wǎng)絡(luò)平臺使用VPN和LAN等多種系統(tǒng)構(gòu)成的使用平臺。而業(yè)務(wù)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(shù)字化廠家的設(shè)計仿真的軟件包，企業(yè)資源規(guī)劃與工廠管理軟件。商務(wù)平臺還包含給使用者提供訪問別的系統(tǒng)數(shù)據(jù)的各種類型的接口。

通過本文對飛機數(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)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(jīng)通過數(shù)字化技術(shù)完成了飛機的無紙化設(shè)計和制造，而我國航空企業(yè)雖然也在對其進行進一步的研究，但是和發(fā)達國家作比較，發(fā)現(xiàn)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(chuàng)新和綜合應(yīng)用技術(shù)，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(shù)字化設(shè)計與制造技術(shù)方面提供一定的參考和幫助。進而推動我國飛機制造業(yè)的整體發(fā)展。

（作者單位：中航飛機股份有限公司研發(fā)中心）