制造工艺是干啥的_齿轮毛坯制造工艺_航空制造工艺数字化国防重点学科实验室

  本文关键词：航空制造工艺，由笔耕文化传播整理发布。

学科分类：航空宇航科学与技术

依托单位：国防科技学院

建设目标：航空制造工艺数字化实验室围绕国防主干和优势学科，依托高校的优势力量，培育和建设特色鲜明、机制灵活的国防重点学科实验室，在先进制造技术前沿领域开展基础科学探索与应用技术研究。

重点围绕重大关键技术的前沿领域，强化“开放、流动、联合、竞争”的运行机制，加强与国家其他类别实验室机构的联合与合作，构筑国防科技基础研究、关键技术研发、科技创新团队和高层次科技人才培养的基地。

实验室主任：王维教授

实验室学术委员会主任：李明院士

主要研究方向和内容：

航空制造工艺数字化基础技术

1．产品数字化设计技术

研究产品的数字化定义与建模方法，包括需求、性能、结构、制造、装配、维护、操作和使用等产品管理与特征属性；面向过程的设计技术，包括产品开发流程、技术与管理体系的适用方法、并行技术规范；数字化产品开发工具CAD/CAM/PDM/PLM的二次开发技术。

2．仿真技术

研究面向对象的综合物理仿真技术，如数控机床、加工典型件、刀具为一体的加工过程仿真技术，车间、工件、工装一体化的装配自动化仿真技术，产品设计数学模型的验证仿真技术、物理模型的试验仿真技术。

3．集成技术

（1）航空工艺知识工程管理

整理归纳现有的航空制造工艺知识，构建具有数据挖掘、经验积累、审批存储、智能应用和共享交换等功能的航空工艺知识工程管理（KEM）平台框架。

（2）标准数据库信息处理技术

基于我国国防工业正在建立的工艺数据库、材料数据库、标准件数据库等七大数据库，提出工艺的知识化加工、存储和应用的具体方案。包括工艺知识库总体结构、工艺知识存储规范、工艺知识交换规范和工艺知识应用模式等，构建面向国防军工产品的工艺知识模块。

（3）航空工艺智能化知识工程技术

研究包括航空工艺广义共享（无条件共享），狭义共享（有条件共享）机制，显性知识与隐性知识的共享问题等。

开发统一规范的应用接口和具有自适应能力的移动代理（Mobile Agent）型服务模块，包括应用多通道人机交互技术建立基于自然语言理解的知识问答接口、系统级数据受限访问接口和单点登录控制接口等。为不同对象提供嵌入式、个性化、即插即用的软硬件集成产品的应用模式（如现有研究成果知识Robot）。

高效加工、成形与制造技术

1.轻合金高速切削参数研究

根据铝合金、钛合金等航空关键部件加工质量的需要，进行数控铣削加工过程物理仿真，构建虚拟数控铣削加工仿真系统平台，以组件形式建立各开发模块的接口，并对刀具磨损、刀具材料性能与几何角度、加工系统的变形、切削用量、加工精度、表面粗糙度等参数进行深入的研究，建立关键算法，利用多线程技术实现各个模块同时运行及数据交换，开发具有自主知识产权的商品化数控铣削物理仿真软件，预测产品的加工质量，为数控加工工艺方案的优化提供平台，建立与机床、刀具相对应的铝合金、钛合金数控高速切削参数数据库。

2.高速切削理论与试验

高速切削作为一种新兴的加工工艺，其发展历史还十分短暂，涉及该工艺的许多基础问题还没有得到充分的研究。通常情况下，高速切削时主轴转速要比普通切削时高5～10倍。假如把切削力维持普通切削时的水平，则提高主轴转速就能提高材料的切除率进而达到减少切削时间的目的。

高速切削的另一个内涵还在于较高的进给速度。如果进给速度维持在普通切削的水平，则提高主轴转速就可降低切削力，从而可以加工在普通切削时无法加工的薄壁复杂工件。高速切削最终能达到表面粗糙度的极限值目前虽尚无定论，但试验结果已经表明，在某些应用场合，高速铣削的表面质量可与磨削媲美。

假如在生产中实现用高速切削替代部分磨削，其经济效益十分可观，而且通过简化工艺流程，可以提高铣床的使用率。

3．激光辅助成形技术

从热学和热力学的观点出发，用大变形弹塑性有限元法对激光弯曲成形进行动态数值模拟，研究薄板厚度与温度梯度、弯曲角度的影响关系，提出可行的激光辅助弯曲工艺。研究弯曲成形数值模拟方法，验证激光成形的四种主要变形机理：温度梯度机理、弹性膨胀机理、塑性皱曲机理和增厚机理。

建立薄板激光辅助成形过程三维瞬态温度场、应变场的有限元方法，模拟强瞬态非线性特征的薄板激光成形过程；研究常温条件下钛合金板的激光弯曲成形理论、工艺参数，探索利用激光作为热源使金属板料发生热塑性变形的柔性成形加工方法。

4．钛合金激光快速原形技术

根据材料冶金原理、金相组织与性能、材料物性与微观力学理论的研究进展，分析材料梯度性能、组织与成分设计之间的关系，利用宏观、细观、微观热应力分析方法，研究功能梯度材料系统设计理论。

完善控制软件设计、闭环控制系统、分层切片、材料信息的表征、三维执行机构、粉末递送系统、保护气体系统、冷却系统等金属零件激光直接制造系统，根据FGMs性能变化规律、零件结构尺寸与形状精度优化快速制造工艺参数，形成完整的钛合金功能梯度材料制造工艺。

研究钛合金FGMs的材料特性评价标准化实验方法。包括热应力、残余应力评价，，采用激光、超声波的局部热应力评价方法，功能梯度材料的加工热应力、残余应力建模分析方法。建立钛合金功能材料测试标准数据库（包括材料力学性能、静力学性能、疲劳性能）。

5．激光再制造数字化技术

飞机、发动机损伤的修复是对损伤件的再制造过程，激光再制造数字化技术研究主要包括二个方面，（1）修复过程的数字化表征，材料表征技术研究，研究不同材料结构损伤激光熔覆、激光焊接所需要的填充、接补、强化材料建模技术与方法；修复设备研究，研究激光在线修复系统、执行机构等自动化装备；

修复技术研究，针对不同材料与结构、不同的损伤模式研究相应的激光修复工艺技术；（2）建立典型修复部件的修复工艺参数实时更新数据库。

6．安全设计技术

研究大型复杂系统的安全评价方法、安全符号、维修保障信息数据库、产品安全设计技术，对制造产品实行全生命周期管理，在设计、制造过程中加入安全符号，并以制造安全符号为基础，建立装备产品使用、维护的基础数据库，保障产品设计、制造、使用与维护的安全性与可靠性。

工装数字化技术

研究产品设计与装配设计的并行工程，运用精益生产的思想和方法，精简装配流程，研究大尺度数字装配过程仿真模拟的技术路线和方法，研究工程 BOM 、制造 BOM 以及维护 BOM 的有效转换机制和方法，研究数控自动钻铆技术和工艺，简化工装。

研究推广动态工夹具的设计和使用，先进的装配互换协调技术、装配过程的工艺补偿等先进工艺技术手段。重点研究飞机、发动机零部件装配工装的设计、制造和检测技术，探讨上述各类工艺装备的敏捷化设计、制造和检测等环节的先进、有效技术方法和手段，利用逆向工程技术原理，结合敏捷化设计技术，完善工装零部件生产制造过程的成熟度分析、制造过程可视化分析技术，实现敏捷化制造。

团队：5个

并行设计与工艺集成团队

高效数控加工与仿真团队

装配工艺数字化与装备自动化团队

产品设计工艺仿真团队

先进激光制造与成形技术研究团队

  本文关键词：航空制造工艺，由笔耕文化传播整理发布。