第四部分 减材制造与增材制造.ppt

1、减材制造和增材制造，1，2，航空制造特性，航空增材制造分析，目录，1，航空制造特性，1.0，引言，一个国家的，航空制造业的总体特征，有筋的分析，自由曲面，2.1，随着航空制造业的总体特征、整体组件、3、6，航空制造业的快速发展，现代飞机性能要求和设计水平不断提高，为了进一步提高结构效率，大型航空整体结构件逐步取代传统螺栓连接和铆钉飞机装配，普遍提高了整体制造水平。与传统的连接结构相比，可以减少部件数，减少结构重量，接缝少，密封性好，组装方便，将飞机等结构的效率和可靠性提高几十倍。2.1，航空制造业的总体特征，制造过程中材料去除率，4，6，为了减少飞机等飞机的自身结构重量，提高承载能力，实现更远

2、的飞行距离，在飞机制造过程中，航空整体结构直接由整个大毛坯“空”加工，通常去除绵羊的能量，在美国F-22飞机上尺寸最大Ti6Al4V低于90%。2.1，航空制造业的总体特征，加工变形问题严重，5，6，从加工产品的产量角度看，飞机的结构往往设计水平高，加工变形问题严重，影响加工效率，面临尺寸、材料去除率、刚度差异等特点时，由于飞机车架成员的材料毛坯和加工方法不同，变形发生的方式和程度不同。在我国中航业集团民用飞机转包合作生产中，飞机座舱前、后骨架数控加工后弯曲变形整体梁、接头等加工后可能发生弯曲和扭转。2.1，航空制造业的总体特征，性能要求高，6，6，加工精度几何精度重量控制服务寿命，2.2，铝

3、合金在飞机上的应用，近年来航空材料的迅速发展，钛合金、铝合金、复合材料等已成为航空整体，各种民用大型飞机系列型号中的铝合金使用量基本为70%牙齿中铝合金主要用于制作航空航天产品的力架成员，如隔板、大梁、翼肋、巧妙、起落架等部件。从制造角度看，模锻和字典拉伸板是铝合金整体框架毛坯的两种茄子主要形式。随着金属板制造水平的提高，平面类整体框架、板块、箱子、加强筋、梁的铝合金部件一般采用字典拉伸板，在沈比工作场所也常用。字典拉伸板通过在专用板材拉伸器中预先提供材料的少量塑性变形，改变板材内部原始应力分布状态，减少内部固有应力状态并均匀化。航空铝合金初版(40mm)是需要先进加工技术的新型核心结构材料。

4、德国生产的厚280毫米、长20毫米的铝合金字典拉伸板材制成的整体框架壁厚2-3，广泛用于波音军事运输机C-17和波音777，737飞机。2.3，分析肋零件的整体性质，结构共用：工艺知识，程式设计经验，从造型的角度分析飞机框架成员的肋等造型零件，您会发现肋是飞机框架成员中最常见的造型之一。综合：加强筋通常起到提高框架强度的作用，某些加强筋具有特殊的功能。其造型由多个因素(例如框架本身的设计和工艺)决定。薄壁结构：在飞机框架本身保证强度的情况下，必须尽可能轻，因此肋的宽度一般只有3-4毫米，属于薄壁结构。各种类型：飞机框架成员的肋形状不同，数量多，通常在口袋、轮廓之间或口袋内部。01任务目的，2.

5、3，分析加强筋零件的整体特性，拓扑边：1，加强筋边2，主拓扑面与侧拓扑面相交的两个凸边列，通常为平面、圆柱面或自由曲面，3，加强筋特征的主要加工区域，约束面：1，约束面在加强筋两端的端面2，侧拓扑面：1，肋的侧2，通常为平面肋底面：1，肋底面2，一般为平面3，肋底面为肋侧加工的范围，特征，2.3，肋分析，切削内容，1，5，1)顶面的加工肋特征为肋顶面12)限制面加工部分肋上的限制面必须单独加工。1、为完成约束面2，在筋顶面上加工足够的空间，准备后续筋顶面加工的进入。3)“筋侧”加工经常进行铣削腔槽内壁面或铣削轮廓面(只有在开放筋或独立筋中的筋强度不足时，才需要单独加工筋侧)。2.3，肋分析，肋

6、加工顺序放置，2，5，2.3，肋分析牙齿加工顺序选取的原因是，在肋顶部加工中，如果限制面尚未加工，当刀具移近限制面时，限制面会留下粗加工馀额，因此刀具侧面会突然发生大切削，刀具易受影响，如图所示。因此，在这种情况下，通常先加工约束侧，然后加工筋顶面。肋侧的加工通常位于肋顶面之后。因为肋是薄壁结构，所以肋的宽度通常为34mm，远小于肋的长度和高度。肋顶面加工在肋顶面、限制面和侧切削过程中最容易变形。为了防止在顶部加工中发生大变形，通常还没有加工肋的侧面，还留有粗加工余量。也就是说，如果肋的宽度方向有固定厚度，则先加工肋顶部，然后加工肋的侧面。2.3，肋分析，肋顶部肋加工的影响，3，5，顶部表面处

7、理，主要受肋顶部面的每一侧类型的影响。一般而言，应考虑以下几个茄子一般原则：(1)攀登原则：尽可能从肋顶面到肋顶面的下平面刀片加工适合从下到上加工零件，当运动轨迹从上到下时，刀具底部包含在切削中，下平面刀的底部切削能力弱，可能会损坏刀具和工件。(2)小坡度下降原则：如果不能避免肋顶加工，在肋顶面向上加工时，尽可能使低下降坡度成为加工方向。(3)确保刀具路径不位于筋顶部中心线。当刀具中心位于加工的筋顶部中心线时，加工时振动很大，因此最好在加工时偏移一定距离以确保切削时的平滑度。(4)开放原则：在没有干涉的部位进入中加工。不考虑转换弧面，根据肋顶部类型，肋分为a)平坦肋的三个茄子案例，如图2-7所

8、示。b)斜顶；c)曲线顶部加强筋。2.3，分析肋零件，肋端点连接支撑对肋加工的影响，4，5，肋还影响两端是否有连接支撑，影响肋强度的大小，以及肋加工。特别是对肋侧加工有很大影响。为了避免肋侧加工中的大变形，工艺人员应根据肋两端连接支撑使用不同的加工工艺方案。根据肋两端是否具有连接支撑，您可以将肋分为三种茄子类型。(a)加强筋两端具有连接支撑。飞机结构件中的这些加强筋最多，通常位于腔之间或截面轮廓中，两端与其他加强筋或其他特征相交，强度相对较高。(b)腱的一端没有连接支撑。这些肋也称为开放肋，一端与其他特征相交，另一端不连接。(c)肌腱两端没有连接支撑。这些筋也称为独立筋，通常位于腔槽内部，且不

9、与腔槽壁相交。在民用飞机结构中，这些肌腱经常分布在剪影上，呈耳状，又称耳腱。2.3，肋分析，肋位置条件对肋加工的影响，5，5，外部轮廓上的肋加工与框架内部的肋加工不同。轮廓上筋的加工不仅受筋本身的类型、形状的影响，还受夹紧方案、工艺凸台位置、轮廓面精度要求等因素的影响。根据加强筋在飞机结构中的位置，可以分为三种茄子情况：a)槽之间b)槽内部c)轮廓，2.4，自由曲面设计，随着现代技术和产业的发展，自由曲面被广泛应用到所有行业，应用到汽车外形。自由曲面通常很复杂，计算很麻烦，程序段很多，因此手动编程很困难。应尽可能使用自动编程。自动编程时根据程序员零件图和工艺要求使用相关CAD/CAM软件，首先

10、建模为CAD功能模块，然后使用CAM模块生成刀具路径，作为后期处理程序生成数控节目，使用软件传递数控机床，完成自由曲面加工，2，航空增量制造分析，3.1增量技术概述3.2从20世纪80年代末开始，增材制造技术逐步发展。持续时间也称为材料累积制造、快速原型及图层制造，也称为实体自由制造(solid free manufacturing)，牙齿技术是20世纪80年代美国、表面工程学科、材料工程学科、数字建模、自动化控制等多种尖端技术结合而形成的新兴制造技术，英国杂志经济学家被誉为“制造业的革命”！，3.1，增量技术概述，3.2，我国的应用情况，我国牙齿技术的应用道路比较突出。目前应用的模型如下。1

11、、民用飞机上，C919大飞机驾驶舱玻璃窗框架和软组织部件. 2、军用飞机、舰船战斗机-歼灭15、多用途战斗轰炸机歼灭-16、3.3、历史开发、目前牙齿技术在欧美掀起产业化热潮，创意设计、医疗、航空航天、汽车制造其发展过程中重大事件发生的时间如下。、事实上，美国联合技术研究中心提出了，名为“按激光层上釉”工艺的“激光熔凝快速凝固”，3.3，提出了开发历史，1995西北产业大学，激光沉积制造技术构想。我国在航空制造领域开展增材制造技术及应用研究的最具代表性的单位主要是西北工业大学及北京市航空航天大学。西北产业大学(Northwest Industry Foundation)从1995年开始首次提出

12、了国内以高性能组件为目标的激光增强材料制造的技术构想，在过去的20年里，对LSF技术进行了系统的研究。形成了包括材料、工艺、设备和应用技术在内的完整技术体系，并在多型号飞机、航空引擎中获得了广泛的安装应用。3.3，开发历史，1998激光增强材料制造组件逐渐进入美军项目。MTS出资研究约翰霍普金斯大学、宾夕法尼亚州大学和飞机机身钛合金结构的激光直接沉积技术，在对钛合金结构激光沉积制造技术进行大量研究和取得重要进展的基础上，于1998年成立了航空钛合金零部件激光沉积制造技术工程应用专业AeroMet公司。3.3，开发历史，2000美国SAE协会开发了Ti-6Al-4V合金LSF整形美国航空材料标准AMS4999。美国SAE协会于2001年制定了由Ti-6Al-4V合金L