飞机数字化设计与制造技术

◎李明升 曹桢

飞机数字化设计与制造技术

◎李明升 曹桢

当前，世界先进的飞机制造商已经通过数字化技术完成了飞机的无纸化设计和制造，而我国航空企业虽然也在对其进行进一步的研究，但是和发达国家作比较，发现还是存在较大的差距。本文主要说明了数字化制造的概念和规律，由项目管理方法和建设数字化协同工作平台，组织精益生产探索，构建各种计算机辅助设计环境结合软件这些方面进行了具体的分析，提出了相应的建议。

目前飞机数字化制造技术逐渐在全世界航空业进行，软件设计和开发以及全数字化环境的构建等一系列技术的发展，促使航空制造领域产生了一次前所未有的变革。现代风机产品制造流程其实根本上就是，对于某个产品实施并行协同的数字化建立模型和零件配置安装，产品总装，还有测量检验地下游进行传播以及拓展和加工处理的整流程，最后构成的飞机产品可以看成是数据物质的体现。因此，下面将进一步分析和阐述飞机数字化设计与制造技术。

数字化制造的基本概念

数字化设计和制造属于在虚拟显示和计算机网络以及迅速圆形和数据库，还有多媒体等技术支持的基础上，针对使用者的需要，快速采集资源信息，对于产品和工艺以及资源这些信息进行分析和规划以及重新组合，完成对于产品设计与作用的仿真与原形制造，从而短时间生产出符合使用者需求性能的产品全部的制造流程。

这里所说的数字设计与制造起就是对于设计和制造过程实施数字化描述过程中构建数字空间，同时在当中实现产品制造的流程。数字化环境构建在计算机数字和网络信息以及制造等技术结合和发展以及运用的过程当中，并且还是制造企业和制造与生产系统持续完成数字化目标的必要条件。个人和企业以及车间与设备，还有经销商与市场成为数字化环境地多个节点，而产品在设计和制造以及销售的流程当中的数字信息则是数字化环境当中的改变因素。

飞机设计和制造业的数字化体现是应用计算机软件和硬件技术，将网络当作前提，由数据库当作平台。在飞机产品由采办到研究到设计再到制造交付和培训以及维护，最后到报废整个生命周期当中，由CAD／CAM／CAE为节都关系飞机设计和实验地数字化生产程序，构建在制造信息支持系统以及数字掌控制造体系当中。

数控加工技术需要

重点零件数控加工技术。飞机对接位置和活动面处的多体接头类型零件加工有着较高的要求，而新型材料技术发展与飞机总体强度重量比以及技术方面不断提出更高的要求，并且对于数控加工技术同样也提出了更高的要求。例如，整体零件包含机翼蒙皮壁板和机身的蒙皮壁板以及机翼大梁等。零件不包含轮廓尺寸之外，还表现多槽腔单面或者是多面理论外形这些构造规律。大型整体零件数控加工一定要充分思考五坐标加工和快速高效以及数控加工变形掌控这些技术的综合使用。而接头类型的零件拥有较高且尺寸较大，槽腔较深，空间孔精确部位要求较高的特点。针对加工变形掌控，深槽腔转交外表质量掌控，空间精确程度孔数字化技工技术有着更高的要求，必须要重视转插铣和膛铣复合加工技术的结合使用。

结合运用各种集成技术。数控加工技术集成化运用，使工艺流程更加简单，并且充分表现数控设备和技术的有事，能够在很大程度上减少成本与零件加工的频率。飞机加工数控技术完成构建在拥有大路程和转速快，高进给和进度以及五轴联动数控设施，还有拥有高动平衡级别和刚性和耐磨性数控刀具的前提下。高速加工对于提升切割速度和防止加工变形，提升外表加工质量拥有十分重要的意义。CAD／CAM／CAE集成西戎和ERP系统等多种技术，在飞机制造中的运用，对于飞机经济性指标方面拥有极大的影响。

数字化制造特点

产品研究制造变革。传统样机研究制造的过程与方式大概是概念和初步以及生产设计时期，每个时期都需要绘制模线与制作物力样机给相关工作人员精确的设计和配置飞机内部空间方面提供帮助，研究制作的路程是串行，产品定义信息传播不持续。基于数字化环境，其模线与物理样机都是产品数字化定义或者是样机充当的，研究制造的流程属于并行的战士方式，给完成多科学协同设计方面提供便利。拥有由业务流程当做核心，跨地域多企业地动态研究制造特点。站在协同研究制造整体目标去看，产品数字化协同颜值当中存在横向与纵向，就算制造企业遍布世界多个地方，也能够利用网络实施协同设计和焦化产品有关设计信息，让设计制造的数据和设备以及实施等更加直观，真正做到了共享。

结合先进技术。将数字化技术和别的现金理念与技术结合，使其能够集中并且融合成一个总体，最大限度发挥先进技术总体效益。美国jsf项目由马丁等公司为核心的，其团队涉及三十个国家中的五十家企业，使用数字化设计制造管理模式，由跨越航空工业的国际性虚拟企业当作展示方式。集成平才使用产品全生命周期管理软件，包含网络平台使用VPN和LAN等多种系统构成的使用平台。而业务平台是由多种软件组成的，例如，文档和材料以及零件管理等。数字化厂家的设计仿真的软件包，企业资源规划与工厂管理软件。商务平台还包含给使用者提供访问别的系统数据的各种类型的接口。

通过本文对飞机数字化设计与制造技术的进一步分析和阐述，使我们了解到世界先进的飞机制造商已经通过数字化技术完成了飞机的无纸化设计和制造，而我国航空企业虽然也在对其进行进一步的研究，但是和发达国家作比较，发现还是存在较大的差距。因此，我国必须要加强这方面的研究，不断创新和综合应用技术，从而做到和国际水平同步。希望通过本文的进一步阐述，能够给飞机数字化设计与制造技术方面提供一定的参考和帮助。进而推动我国飞机制造业的整体发展。

（作者单位：中航飞机股份有限公司研发中心）