先进数控技术

先进数控技术分析基于CATIA的飞行器数控加工技术分析全组目录航空制造业特点数控系统分析机床分析转换成代码前处理代码后处理分析航空增材制造分析基于CATIA的飞行器数控加工技术分析1序言2航空制造业特点4航空增材制造分析个人目录基于CATIA的飞行器数控加工技术分析序言101课题来源

由于我之前在进行学科课程设计时，对数控加工技术产生了较为浓厚的兴趣，对于沈飞车间的加工的零件和机床感到很“亲切”，结合我们之前在学习飞行器制造工艺学课程时对数控加工的技术知识，于是想到做这方面的专题报告。

在暑假中，我在阅读新闻时偶然得知沈阳飞机工业集团公司于2005年突破了飞机钛合金小型、次承力结构件激光增材制造关键技术，并成功实现在我国某型舰载机上的进行装机工程应用，使我国成为当时继美国（2002年）之后国际上第2个实现激光增材制造钛合金小型、次承力构件实际装机工程应用的国家，在进一步查阅关于增材制造的资料，对原有的报告进行了进一步的完善。

基于CATIA的飞行器数控加工技术分析基于CATIA的飞行器数控加工技术分析2航空制造业特点2.0引言

对于一个国家来说，航空航天工业是制造业最为重要的组成部分之一，也是科技含量最高的制造领域之一，体现了国防科技工业现代化水平和国家现代制造业实力，在国防现代化和国民经济发展中有着举足轻重的作用。

为了对所加工零件有更深入的了解，现对其进行分析。航空制造业总体特点带筋件的分析自由曲面基于CATIA的飞行器数控加工技术分析构件特点2.1航空制造业总体特点大量采用自由曲面形式16

从形式的角度，为了到良好的气动性能，结构上大量采用自由曲面形式，其准确成型难度较大。

我们在钣金车间参观了部分军机的钣金复杂曲面的成型过程基于CATIA的飞行器数控加工技术分析基于CATIA的飞行器数控加工技术分析2.1航空制造业总体特点较多形成各种复杂型腔26某型战斗机构件型腔图

从外观的角度，为了减轻结构重量并增强结构性能，在飞行器构件设计时应进行等强度设计，其直接结果就是往往需要在结构上形成各种复杂型腔，其中型腔靠近外形的槽腔常为直纹曲面，而且具有复杂的槽腔、筋条、凸台和减轻孔等特征。

我们在数控加工车间参观了我国某大型运输机的翼肋成型及歼击机的机翼构件成型过程。基于CATIA的飞行器数控加工技术分析2.1航空制造业总体特点大量采用整体构件36

随着航空制造工业的快速发展，由于现代飞机性能要求和设计水平不断提高，为了进一步提升结构效率，大型航空整体结构件逐渐替代了传统的螺栓连接和铆接的飞机组合件，且使用整体制造水平的普遍提升，使得整体结构件成为广泛采用的主要承力构件。

相对于传统拼接的结构，它不但可减少零件数目，降低结构重量，而且接缝少，密封性好，装配简单，使飞机等的结构效率和可靠性成倍甚至数十倍地提高。基于CATIA的飞行器数控加工技术分析2.1航空制造业总体特点制造过程中材料去除率大46

为了降低飞机等飞行器的自身结构重量，增大携带负载的能力和实现更远的飞行距离，飞行器制造过程中其航空整体结构件由整块大型毛坯直接“掏空”加工而成，其通常去除量能达到70%，加工周期长。

美国的F-22飞机中尺寸最大的Ti6Al4V钛合金整体加强框，所需毛坯模锻件重达2796千克，而实际成形零件重量不足144千克，材料的利用率不到4.90%。基于CATIA的飞行器数控加工技术分析2.1航空制造业总体特点加工变形问题严重56

从加工产品的良品率的角度，飞行器上的结构件往往由于其设计水平较高而加工变形问题严重，影响加工效率，而当面临如尺寸大、材料去除率高、刚性差等特点时，这些问题更更加凸显，当工件从夹具上取下后，往往产生弯曲、扭曲、弯扭组合等加工变形，使零件难以达到设计要求。由于不同飞机结构件采用不同材料毛坯和不同加工方式，它们产生变形的方式与程度也不尽相同。

我国中航工业集团民用飞机转包合作生产中，飞机座舱前、后侧骨架数控加工后会发生弯曲变形．整体梁、接头等加工后出现弯曲和扭转变形。基于CATIA的飞行器数控加工技术分析2.1航空制造业总体特点性能要求较高66加工精度形位精度重量控制使用寿命基于CATIA的飞行器数控加工技术分析2.2铝合金的在飞行器上的应用

近年来，随着航空材料的快速发展，钛合金、铝合金和复合材料成为航空整体结构件的主要结构材料，且在战斗机等高机动性飞行器中所占比重越来越大，但是航空铝合金仍然是应用最为广泛的金属材料，尤其是在民用大飞机中更是如此。在各种民用大飞机系列机型中，铝合金使用量基本在70%以上，其中，波音747中的铝合金使用量高达到81%，有＂空中巨无霸＂之称的A380飞机的结构材料中铝合金占66%。其中，铝合金主要用来制作航空航天产品的受力结构件，如隔框、大梁、翼肋、巧条、起落架等零件。

从制造的角度，模锻件和预拉伸板材是铝合金整体结构件毛坯材料的两种主要形式。随着金属板制造水平的提高，平面类整体结构件、板、框、肋、梁的铝合金零件已普遍采用预拉伸板，在沈飞车间中也大量使用。

预拉伸板材通过在专用板材拉伸机上预先给材料少量的塑性变形，改变板材内部原有应力分布状态，减小与均匀化内部固有应力状态。航空铝合金超厚板（>40mm）是一种用量较大，需要采用先进加工技术的新型关键结构材料。如德国生产的厚280mm，长20mm的铝合金预拉伸板材，由其制造的整体结构件壁厚为2-3ｍｍ，广泛应用于波音军事运输机C-17和波音777、737飞机上。基于CATIA的飞行器数控加工技术分析2.3带筋件的总体特点分析结构常见：从工艺知识、编程经验、形状的角度分析飞机结构件中的筋这类形状零件，可得知，筋是飞机结构件中最常见的形状之一。综合性强：

筋通常起提高结构件强度的作用，也有部分筋有一些特殊的功用。其形状是由结构件本身的设计，以及工艺等诸多因素决定的。薄壁结构：由于飞机结构件本身要求零件在保证强度的情况下尽可能轻，因而通常情况下筋的宽度只有3-4mm，属于薄壁结构。种数丰富：飞机结构件中的筋形状各异，数量多，常位于槽腔、轮廓之间或槽腔内部01课题目的2.3带筋件的总体特点分析拓扑边：1，指筋边2，由主拓扑面与侧拓扑面相交的两条凸边列组成，3，筋顶面加工刀轨计算的原始驱动几何元素，也是筋特征合并的依据）主拓扑面：1，指筋顶面，2，通常由平面、圆柱面或自由曲面组成，3，筋特征的主要加工区域约束面：1，约束面为筋两端的端面2，约束面通常为槽腔的侧壁面，一般为一些平面或直纹面3，常常需要单独进行加工侧拓扑面：1，指筋的侧面2，通常由平面、圆柱面或曲面组成3，构成槽腔侧面、或轮廓侧面，其加工受到所处部位的影响筋底面：1，筋的底面2，通常多为平面3，筋底面在筋的侧面加工中限定了筋侧面加工的范围特征基于CATIA的飞行器数控加工技术分析2.3带筋件的分析加工内容151)顶面的加工

筋特征都需要加工筋顶部分 1，筋特征加工中最主要的部分， 2，飞机结构件筋特征的数控编程中编

程占很大的比例。 3，是筋特征加工中情况最多，工艺最

复杂的部分。2)约束面的加工

在一部分筋中，存在约束面需要单独加

工， 1，为了精加工约束面 2，在筋顶面上加工出足够的空间，为

之后筋顶面加工的进刀做准备。3)筋侧面的加工

往往在铣槽腔内壁面或铣轮廓面时顺带

完成 (只有在开口筋或独立筋中，若筋的强

度不够，筋的侧面才需要单独加工)。基于CATIA的飞行器数控加工技术分析2.3带筋件的分析筋加工顺序的安排25筋约束面筋顶面筋侧面基于CATIA的飞行器数控加工技术分析2.3带筋件的分析

通常情况下，一般先加工约束面，后加工筋侧面。选用这个加工顺序理由是：如图所示，在筋顶面加工中，若约束面未加工完成，则当刀具走到靠近约束面的位置，由于约束面处还存在粗加工余量，将导致铣刀侧面突然出现大的切削量，刀具易损。所以，此类情况，通常都是先加工约束面，再加工筋顶面.

筋侧面的加工，一般都在加工筋顶面之后。由于筋是一类薄壁结构，筋的宽度通常只有3～4mm，远远小于筋的长度和高度。在筋顶面、约束面和侧面的加工中，筋顶面的加工最易发生变形。为了防止顶面加工时发生大的变形，通常在筋的侧面还未加工，还留有粗加工余量，即筋的宽度方向上还有一定厚度时，先将筋顶部分加工完成，之后再加工筋的侧面。基于CATIA的飞行器数控加工技术分析2.3带筋件的分析筋顶面对筋加工的影响35顶面的加工，主要受筋顶面各面类型的影响，通常需要考虑有如下一些通用的原则：（1）爬坡原则：尽量实现从筋顶面较低处向筋顶面较高处进行加工，方便排屑，减少刀具摩损。平底刀侧刃加工，适合自下往上加工零件，当运动轨迹自上往下时，刀具底部将参与切削，而平底刀底部的切削能力较弱，容易损伤刀具和工件。（2）小坡度下滑原则：当筋顶面加工不可避免的要从筋顶面较低处向较高处加工时，尽量使下滑坡度较小的方向为加工方向。（3）刀轨应避免位于筋顶中线上：当刀具中心位于被加工筋顶的中线上时，加工时震动大，故刀轨最好偏移一个距离，保证切削时的平稳性。（4）开敞性原则：从无干涉部位进刀进行加工。在不考虑过渡圆弧面的情况下，根据筋顶面类型的不同，如图2-7所示，筋分为如下3种情况：a）平顶筋；b）斜顶筋；c）曲顶筋。基于CATI载A的飞行萄器数控屑加工技碧术分析2.3带筋件房诚的分析筋两端连泪接支撑情土况对筋加北工的影响45筋是一音类薄壁疏结构，侄其两端台是否有网连接支蜂撑，影勇响筋强衰度的大站小，也偏影响筋樱的加工缺，尤其怜对筋侧伯面的加港工影响衬较大。烈为防止甜筋侧面侨加工时亏发生大民的变形嫂，工艺仪员必须去根据筋默两端连磁接支撑东情况的单不同，臣采用不猫同的加善工工艺趁方案。挖根据筋显两端是称否有连肢接支撑坝，可将谅筋分为袍下列3种类型喘：（a）筋两端都萍有连接支掌撑。在飞机结示构件中，队此类筋最利多，它一帖般位于槽骄腔之间或渗处于轮廓独上，两端魄都与其它则筋或其它刊特征相交恳，强度相鼻对较大。（b）筋一端帐无连接听支撑。该类筋雁又称开口昆筋，其一锤端与其它酒特征相交透，另一端秘无连接。（c）筋两端都贵无连接支维撑。该类筋又晚称独立筋涨，通常位柔于槽腔内治部，不与念槽腔壁面奔相交。在刷民用飞机棉结构件中蚂，此类筋起还常分布升于轮廓上腥，成耳片抄状，又称柱耳片筋。基于CATI桂A的飞行器递数控加工淹技术分析2.3带筋件前的分析筋所处餐位置情我况的不档同对筋微加工的烛影响55位于外粉轮廓上草的筋的诱加工和咬在结构牧件内部格的筋的邪加工有刷所不同融。轮廓徐上的筋烦的加工寇，除了雨受筋自溪身类型展、形状读的影响策，通常峰还受装咐夹方案孝、工艺什凸台位呆置以及奸轮廓面扣精度要务求等因犹素的影鲁响。按花筋在飞艇机结构坦件中的茂位置的山不同，界如图，顶可分为准下列3种情况黑：a）筋在槽之句间b）筋在槽奋之内c）筋在轮浑廓上基于CAT梦IA的飞行麦器数控蛮加工技帽术分析2.4自由曲面朝设计随着现代量科技及工废业的发展金，自由曲启面已广泛筐应用于各雷行各业，席大到汽车汉外形，飞锹机机身，乎船舶船体穴，小到电川话机座等列，因此，如迷何精确、撇高效地设咳计和制造悠自由曲面披件成为必子须解决的肿问题。由刷于自由曲光面一般比物较复杂，贸计算比较犬繁琐，程含序段很多财，用手工黎编程是难队以完成的吩，应尽可洞能采用自美动编程。纱自动编程惕时，程序部员根据零历件图样和业工艺要求业，使用相术关CAD/河CAM软件，先懒用CAD功能模潮块进行向建模，剥然后利浓用CAM模块产予生刀具贯路径，挡进而用险后置处坑理程序煤产生数衫控程序玩，可以姓通过软乏件传给闪数控机池床，完努成自由摩曲面的立加工。基于CATI抢A的飞行罢器数控爷加工技卵术分析如何更誓好应对上述制造馒要求基于CAT身IA的飞行器骗数控加工莲技术分析3航空增材伸制造分析基于CATI狼A的飞行钳器数控植加工技宅术分析3.1增材技墙术概述3.2我国的绞应用情永况3.3发展历史3.4技术特损点3.5增材技早术的种售类及介立绍3.6发展方哑向基于CATI午A的飞行惹器数控条加工技暖术分析3.1增材技虽术概述增材制造(ad萌diti萝vem荐anuf醒actu户ring，AM)技术是炉通过CAD设计数据鉴采用材料币逐层累加嗓的方法制专造实体零段件的技术宣，其基本主原理是离散-堆积原痛理。自20世纪80年代末没，增材亿制造技萍术逐步宪发展，职期间也际被称为“材料累加骨制造”(方ma怨ter脆ial裂in鉴cre昨ase害ma允nuf鲜act妄uri盏ng)、“快速原恰型”(适ra丹pid毅pr彻oto死typ画ing耻)、“分层制造”(坟1aye字redm冤anuf呢actu搜ring奏)、“实雀体自由制垦造”(so誉lid素free幸-for塔mfa姻bric念atio摔n)、“3D打印技合术”(崖3Dpr搞inti岛ng)等，名俱称各异牢的叫法疤，分别汉从不同金侧面表抹达了该辉制造技皆术的特寺点。基于CATI虫A的飞行齿器数控与加工技漠术分析该技术它源于20世纪80年代的美动国，它是冠将表面工程测、材料工嫂程、数字帖建模、自流动化控制涝等多项前料沿技术相结合内而形成切的新兴顶制造技关术，被女英国杂哪志《经捷济学人巷》誉为“制造业的亚革命！”3.1增材技爸术概述基于CATI扣A的飞行兔器数控身加工技栋术分析在航空领开域使用较登多的高性租能大型金俱属构件的溉激光增材断制造，指的是葬通过长炎期激光代逐点扫迟描、逐描线搭接姥、逐层诱熔化凝卧固堆积叶（增材傍制造）酸，实现三维舱复杂零件表的“近净撞成形”。嫁实际上是校激光超常谁冶金／快郊速凝固高勇性能“材蒙料制备”精与大型复脱杂构件逐栽层增材“涌直接制造冶”的一体委化过程（析即材料制宜备／零件睁成形一体枝化、成形光／控性一扁体化）。基于CATI忽A的飞行委器数控桑加工技筛术分析3.2我国的应折用情况我国该项仓技术的应立用道路上蹦较为突出基，目前应杜用的型号忙有如下所弯示1，在民用特飞机上，C91漫9大飞机虚驾驶舱及玻璃窗哗框架和逼缘条零乒件.2，在军绒用飞机礼上，舰绍载战斗姓机-歼15，多用刷途战斗乔轰炸机殃歼-16，隐形顷战斗机歼20，隐形战忠斗机歼-31，运-20大型运输助机。基于CAT枯IA的飞行器渔数控加工遗技术分析3.3发展历史目前，该亩技术正在延欧美掀起怕如火如荼箩的产业化犬发展热潮付，并已广皮泛应用于术创意设计听、医疗保刊健、航空谈航天、汽黎车制造、而模具制作揭、影视教践育等。其壁发展过程桑中的重大妻事件发生着时间如下悄所示：199针5中国提伶出技术芬构想1978美国提出息技术构想200擦0AMS4完999美国装颈机工程肺应用F-2博2和F/A-汉l8E/假F201启2电子束熔甲丝成形J-1蔽52007中国装机建工程应用c91鱼9201豆3电子束熔究丝成形F-3醋5基于CATI低A的飞行驻器数控胞加工技答术分析197柳8美国联己合技术课研究心染提出并蓝被命名脱为“激光逐们层上釉”工艺。实际上早替在１９７起８年美国隶联合技术曾研究中心亮就已提糕出并被命谦名为“激光逐层赌上釉”工艺，怜提出通励过激光裤熔化／渣快速凝颠固逐层俯堆积原愧理制造盈致密金秋属构件美的技术啄思路，虽然当时萌已明确指狸出了现代等金属件激次光增材制洒造技术的个几乎全部雨优点，但逃由于受当俊时工业激余光器功率茫及数控技性术水平的剖限制，该婚技术并未石立即引起后人们的注违意。3.3发展历史基于CAT片IA的飞行叶器数控奥加工技值术分析1995西北工业尽大学提出佳激光增材位制造的技遵术构思。我国开喘展航空缩慧制造领晴域增材合制造技宜术和应惹用研究声最具代廉表性的炮单位主度要是西绳北工业迷大学和你北京航循空航天田大学。西北工章业大学于1995年开始得在国内识率先提率出以获环得极高(相当于嫁锻件)性能构锹件为目筋标的激许光增材荒制造的汤技术构垒思，并在迄今筒近20年的时间巡寿里持续进宗行了LSF技术的系雾统化研究我工作，形配成了包括统材料、工氏艺、装备育和应用技帮术在内的双完整的技翻术体系，仔并在多个刺型号飞机旅、航空发祥动机上获于得了广泛跌的装应用匙。3.3发展历史基于CAT乖IA的飞行器洗数控加工探技术分析199鬼8激光增材荡制造构件袍逐步进入蓝美军项目券中。MTS公司出资海与约翰霍融普金斯大租学、宾州供州立大学蜻开展了飞城机机身钛千合金结构完件的激光菜直接沉积授技术研究利，在对钛组合金结构谁件激光增柳材制造技尖术进行了养大量研究筐并取得重泥要进展的缴基础上，于199体8年成立垫了专门秃从事航廊空钛合侦金构件落激光增砌材制造问技术殊工程化娃应用的Aer伴oMe浇t公司。3.3发展历酱史基于CAT轻IA的飞行器紫数控加工访技术分析200狼0美国SAE协会制饰定了Ti-翠6Al吉-4V合金LSF成形的庆美国航风空材料街标准AMS4餐999。美国SAE协会于2001年制定了Ti-6类Al-4偏V合金LSF成形的美厌国航空材源料标准AMS乡丰499棒9(该标膊准在2011年进森行了匹修订AMS融499纳A)，这个事场件在全球掀起赵了金属零争件直接增路材制造的质第一次热懂潮。值得注意叹的是，在触增材制造永技术发展害的早期，谨美国军方讽就已对这砖项技术的碧发展给予毒了相当的饥关注。3.3发展历从史基于CATI况A的飞行器屿数控加工舌技术分析200蒸6中航工油业北京飞航空制遗造工程肃研究所疑开发了递国内首允台电子韵束熔丝硬沉积成量形设备盟。中航工开业北京松航空制扶造工程致研究所蹲目前开泉发的国虎内最大增的电子识束成形误设备真永空室，洁有效加返工范围1.5棚mx何0.剃8m衡x3讨m,5轴联动唇，双通烧道送丝屠。在此以基础上搭，研究吧了TC4锤,T寄A15基,T绩C11、TC18笔,TC械21等钛合金犬以及A1女00超高强脊度钢的初力学性怎能。3.3发展历毙史基于CATI奖A的飞行器姻数控加工辣技术分析2007我国突破喇了飞机钛许合金小型煤、次承力奏结构件激柱光增材制崭造关键技帝术并成功肃实现在型貌号飞机上唯的装机工努程应用。北京航空礼航天大学糠与沈阳飞焰机设计失研究所、第一自飞机设及计研究堪院、沈阳飞机印工业集团职公司、西安缝飞机工抹业集团牵公司等拣单位长涂期“产记学研”猛紧密合钳作，于200准5年突破了斤飞机钛合饥金小型、泡次承力结听构件激光窗增材制造群关键技术告并成功实削现在型号租飞机上的披装机工程潮应用，使隔我国成为虏当时继美病国（2002年）之后铸国际上第饮２个杰实现激光笨增材制造伪钛合金小眨型、次承阴力构件实嚷际装机工森程应用的榆国家。2008年以来鸣先后在携包括追Ｃ９１干９大型伤客机等券大飞机域在内的戏多种型统号飞机窃的研制旋和生产仪中工程炎应用。达这一可摘喜突破沸也使我稍国成为导目前世胆界上唯培一突破妖飞机钛挤合金大该型整体温主承力梨构件激才光增材可制造技亭术并装量机工程坑应用的者国家。助。3.3发展历史基于CAT沾IA的飞行器洲数控加工用技术分析201谎2在我国分某型战稻机上试傻飞，电李子束熔词丝成形扫制造的位钛合金钓零件在疗国内飞阁机结构赏上率先莫实现了绿装机应死用。据报道同称，为林一种舰承载战斗珠机。3.3发展历史基于CATI猫A的飞行器包数控加工槐技术分析201链3装有电子警束熔丝沉棕积成形钛范合金零件样的F-3极5飞机已闯于201收3年初试飞宜。据报道长，装有私电子束婆熔丝沉缺积成形洪钛合金始零件的F-3储5飞机已于2013年初试稀飞。Loc者khe俊ed飞Mar疑tin公司选定谈了F-3研5飞机的鹊襟副翼氏梁，准鸽备用电谅子束熔偏丝沉积兴成形代耳替锻造质，预期碎零件成呜本降低60%。近期，趁美国Scia惠ky公司采籍用EBF3技术以及忆与锻件结览合的组合锦制造技术殃已经为Loc尾khe冠ed小Mar荐-ti浇n公司制仆造了F-3崭5联合攻击用战斗机的标垂尾、襟橡翼副梁，Lock害heed霸Mar暖tin公司也盐宣称，漆已在F-3薯5II型战斗稼机上应暂用了900多个增材燃制造的零舰件。不过，趴需要指根出的是子，目前Boei肯ng和Lock完heed合Mar唱tin公司在飞伞机上装机达应用的增诸材制造零颠件主要还惧是非结构明件。3.3发展历史基于CAT漂IA的飞行构器数控名加工技绵术分析3.4技术特止点随着新军圆事变革，夫航空装备插要满足空脉军战略转既型和空军碌建设的需住求，其制乐造和维修走保障能力厦必须与时控俱进，而干先进的装闹备制造和荷维修技术伯则是加快雷提升国家矮军事实力协的重要因再素。增材耗制造技术粉以其快速吹制造的优戏势，在2014年11月美国醋防部年会私设备展示圆会上，增梳材制造技形术不但有腹一个专题东研讨，还忌在其他多蛙个专题中棕被提及，洽由此，其棚重要地位揪可见一斑扭。基于CATI裙A的飞行器哄数控加工勿技术分析所制造材懂料性能优棒异18在航空尽材料领塞域，目救前已经漏取得了醋技术突真破，使兆用微米薄级别的方钛金属学颗粒，浙而后均班匀打造含出产品斜，其构测件的承祥载力等尿力学性草能就要罩比其铸吴造件强浴得多。豪其原因崖如下：（1）零件描具有晶涂粒细小池、成分房诚均匀、吵组织致逢密的快荣速凝固齐非平衡夹组织，微综合力震学性能旅优异。（2）从理陈论上说划，零部赵件越多薯越不安究全，结绝合部通遗常都是婆隐患。蒸无缝连询接作为仗增材制吗造技术膛的一大孔亮点，澡不仅减卫少了零架部件的坦数量，工简化了凭装配工快作，提取高了装武备的生盗产质量全，其安监全性和备可靠性裤也随之伯提高。3.4技术特邪点基于CATI南A的飞行器扇数控加工劈燕技术分析降低设备弹的全寿命听期成本。28采用本跟技术可挽以极大溉降低成贤本，王盈明华团肾队利用甜激光快沾速成形脊技术制兴造出我项国自主农研发的该大型客销机C91菊9的主风挡招窗框，在胶此之前只敞有欧洲一岔家公司能明够做，仅每件模具占费就高达200万美元蚕，而利亏用激光绿快速成拘形技术盛制作的零件成本钟不及模具坚的1/1驱0。且维修番方便，基乞于金属增剥材制造的追高性能修庄复技术保舒证航空构西件的全寿目命期的质挺量与成本俩。3.4技术特点基于CAT对IA的飞行荣器数控骑加工技鞋术分析生产周逼期短38传统的碌制造工窝艺相当坏复杂，伶增材制拣造颠覆超了传统掌制造的阀生产方陕式，它爆是一个光材料逐忧层叠碌加的胖过程，还这种数半字化制触造模式田将车、阵铣、刨旬、钳等透复杂工余序省去缩慧，直接师根据三缩慧维模型冈数据生独成任何缓形状的校产品，朽可以将艰许多组诊合部件脏集为一届体，大愉大降低床了制造达工艺的轻复杂性移。如在C-91现9的制造臣中，现状在仅需55天，中国就傻可以“打印出”C-9物19客机的主瓦风挡整体良窗框。欧洲一三家飞机栏制造公壤司表示鄙，他们值生产同牧样的东窄西至少要饥两年。当然，娘他们使用锁是传统的镜生产飞机机部件的方抱式。近净经成形，只歇需一步完所成；加工于设计灵活荷度高，可港以实现特惑殊功能零锣部件的“原位”铸造等矿等。这必样就大隆大降低弓了制造怎成本，千提高了统制造效秋率与加倚工质量炼。3.4技术特点基于CATI太A的飞行神器数控遣加工技定术分析制造装租备简单毛。48传统方观法对制跑造技术壶及装备伶的要求场高，通资常需要弦大规格飘锻坯加该工及大雅型锻造涂模具制金造、万嗽吨级以留上的重易型液压暑锻造装牢备，制五造工艺种相当复搂杂，生举产周期坑长、制械造成本后高，例如，哑传统飞宅机钛合富金大型嗽关键构远件的制套造方法逆是锻造料和机械轿加工，创先要熔领铸大型和钛合金丸铸锭、料锻造制呼坯、加箭工大型吉锻造模翠具，然挨后再用蓬万吨级粒水压机局等大型些锻造设爬备锻造插出零件踢毛坯，隐最后再肺对毛坯顿零件进著行大量晒机械加极工。整泽个工序挠下来，各耗时费许力，有废的构件敢，光大孤型模具仙的加工盗就要用帐一年以总上的时驶间，要武动用几涛万吨级授的水压蹄机来工刘作，甚东至还需诱要辅助帐设施。增材制造收设备便于景携带，甚繁至可以用豪于前沿阵澡地维修保丹障。增材狮制造设备仰不需要大捆型的辅助恰设备，体宽积小，占日用空间少陵，设备移答动调整方霉便，它可桌以不受场广地和环境烘限制，甚尿至实现远玻程制造。乏只要有专杨用设备和观适用的原败材料，可亏以在任何息地方实现扩生产。3.4技术特点基于CAT悲IA的飞行雾器数控耗加工技遵术分析4.4技术特点基于CATI神A的飞行廊器数控附加工技位术分析3.4技术特点基于CATI独A的飞行器葛数控加工似技术分析通过组合据制造技术览改造提升叠传统航空面制造技术58将传统的薯数控机床住立式加工颂设备进行羞升级，使冈其能够采献用激光工持程化净成蔬形实现金既属3D打印。该汉项目获得厌美国制造票资助，由Opt菌ome颠c公司牵头歉，项目团污队包括Mac贷hM居oti富on公司、Tec己hS已olv鼻e公司、凳洛克希这德丁公哈司和美略国陆军桂贝尼特曾实验室棵。该吸项目通樱过采用回模块化通设计方瞎式，嵌倾入最新虑的控制辈系统、蒸轨迹规余划系统捷和质量傅监控系蛋统，能罚将任意桶的数控株机床升棵级使其耀具备3D打印功能蠢，从而闯经济有效烛地实现增往材和减材萌制造工艺挣的结合。从而经济膜有效地实拔现增材和非减材制造唐工艺的结浪合。该帆项目证明戚了美国制白造有效加干速增材制欠造技术向捆主流制造披技术过渡立的使命，得这一成果亡将有望对浪制造业产膀生改变游永戏规则的狠影响。一台机浇床同时坐具备增漆材和减冈材功能血，将极愉大地影准响企业知的加工球能力和蹲成本效辩益。禾美国制蠢造还将楚进一步忠讨论数拴控机床搭升级3D打印技术她，并探忙讨在车间版集成先进辛增材制造薯技术的挑留战机遇及树长期影响丢。3.4技术特点基于CATI民A的飞行器绵数控加工纠技术分析此外，本技术还歉可应用于窄机床的维绿修等，报废唤的零部闭件或者虽整机基元本上作拣为废品魄处理，渗如此连掘锁损失溉，造成冷了更大恭的浪费秘。本平垦台之LCD技术是一毫种激光熔凯覆仿形修凑复技术，扎在钢铁行梨业用处极弯为广泛。妖采用LCD激光熔覆誉沉积技术日，既能使各失效或报浊废设备及方零部件重条新使用，询又可以使殿新品延长悬使用寿命立，甚至可边以多次修逮复。据调延查，宝钢房诚、鞍钢、救本钢、首伸钢、武钢鸡、唐钢、皆太钢、攀辞钢、包钢锄，都对沉津积技术非割常感兴趣掠，有的已鼓从中受益变。3.4技术特类点基于CAT旁IA的飞行幅器数控锻加工技捧术分析可设计能虹力强68可以制择造一些爬过去无舒法实现吼的航空阀功能结报构，显第著提升呼航空构练件的效月能，实洪现先进馆飞机结足构的轻瓦量化、脸紧凑性换和多功挣能设计坊，Air严Bus公司通外过对飞申机短舱瓣铰链进吓行拓扑筝优化设灶计，使禾最终制臣造的零浑件减重60%，并解决磁了原有设笛计所存在娱的使用过逼程中高应君力集中问希题。3.4技术特点基于CATI险A的飞行器阿数控加工恩技术分析材料利袄用率高78材料利牛用率高粒，美国现的F-22飞机中尺厌寸最大的Ti6障Al4翼V钛合金整希体加强框凤，所需毛碰坯模锻件严重达279猫6千克，暑而实际成错形零件重送量不足144千克，脱材料略的利用予率不到4.座90%，201蔽0年，利激用激光西直接制丛造C91联9达中央翼退根肋，传漫统锻件毛窑坯重达1607千克，而利用古激光成形根技术制造布的精坯重遵量仅为136千克，节爱省了91.5器%的材料肿，并且经过铜性能测试共，其性能汽比传统锻算件还要好抹。另外传统条飞机制造许业不仅耗董时久，而泄且浪费太粮多材料。纯一般只有10%的原材森料能被葛利用，慨剩下的蕉在铸模巷、锻造戚、切割红和抛光堡工序中翁就损失敢了。3.4技术特点基于CAT偷IA的飞行信器数控毕加工技帅术分析可制造剃材料种钩类多88除常见的PLA，ABS等塑料材队料外，在砍金属方面幸主要包括他钛合金、夹镍基高温悔合金、不芽锈钢、合介金钢及Ｒ挑ｅ等难熔避金属，现宅在常见的导可制造材塑料为TC4，M100钢，TA15、TA1客2钛合金及Inco衫nel乎718合金材料铸。此外进穴行相关改妨装后还可可以加工多杏种有机材沃料。3.4技术特点基于CAT吴IA的飞行器旷数控加工田技术分析3.5增材技子术的种陆类及介浙绍经过短集短42年的发展以，其技术败种类因其响多种多样鄙的出发点固而种类繁浪多，而且冻，相似于租电子行业傍的“摩尔膏定律”在歌每个月都能会新的重咳大技术突塞破，如上稀个月22日，华中队科技大学防的张海鸥户教授主导割研发的金根属3D打印新技对术“智能扮微铸锻”怪，相似于Sci传aky的EBAM技术相似丢，但是有赏望改变国萄际上由西则方国家领维导的金属净走丝3D打印格丛局。基于CAT档IA的飞行器中数控加工兰技术分析3.5增材技晨术的种押类及介颜绍基于CATI贩A的飞行器激数控加工众技术分析激光选裙区熔化锐成形技们术是以没原型制脖造技术态为基本软原理发暑展起来益的一种敢先进的滑激光增乘材制造昏技术。四通过专持用软件丙对零件醉三维数眠模进行楚切片分峡层，获抛得各截巩面的轮织廓数据恳后，利删用高能圈量激光颗束根据夹轮廓数继据逐层额选择性凯地熔化温金属粉巡寿末，通茄过逐层扭铺粉，棕逐层熔漏化凝固慢堆积的兴方式，鬼制造三哪维实体兄零件。选区激解光熔化怀技术SLM会(Se欢lect研ive来Lase表rMe艰ltin雀g)3.5增材技久术的种前类及介送绍基于CAT车IA的飞行器彩数控加工巩技术分析（1）成型铃能力强肆，可以岗实现力宽学性能迎优于铸浊件的高痒复杂性石构件的漆直接制我造，成量形件的虾复杂性傲基本不垦受限制娃。加工飘死角位屈置可直傻接成形盗，避免绢加工残只留，组狡件整体鸡成形可宰减少连谦接结构薄数量，纤实现轻乳量化。萌可以制仔造传统前方法无裁法成形伪的复杂僻零件，元对零件概设计和搁实现结戚构优化唉意义重爱大。SLM是三维打尽印家族中堪，在成形世件的复杂勉程度方面盐，名列第片一，可完鞠成嵌套性初、蜂窝性过和三维曲锦线腔管性拣结构的成苹形。选区激难光熔化谣技术SLM隶(阔Sel焰ect飘ive迷La显ser覆Me贞lti膛ng)3.5增材技纯术的种馒类及介愁绍基于CATI葬A的飞行器葵数控加工木技术分析（2）精度高，较激光选区尺熔化成形冤技术通常谋采用粒径30μ弹m左右的超扯细粉末为岁原材料，熄图4为激光撕选区熔瓦化成形拥技术制毫造钛合钟金零件盘所使用箱的TC4超细球形塘粉，通常凤铺粉厚度习＜100锻μm（最薄铺轿粉厚度可迟达20μm），每个让加工层控傅制的很薄栋，可达到30μ锁m。另外该杨技术还使虑用了光斑止很小的激笑光束，可谨使成形的券零件具有昼很高的尺耳寸精度（祥可达0.1络mm）以及优粥异的表面涛质量（粗呼糙度Ra可达30~5疑0μm），图5为选区放激光熔贞化成形TC4钛合金陆表面形湿貌。因殊此该技圈术具有沿精度高讨、表面狠质量优忌异等特义点，制楼造的零涉件只需君进行简待单的喷验砂或抛庭光即可影直接使磨用。由设于材料嫁及切削剑加工的挥节省，寸其制造硬成本可肠降低20%帝~40减%，生产周肯期也将缩跨短80%。选区激光氧熔化技术SLM如(光Sel握ect顽ive垫La帆ser挂Me堵lti励ng)3.5增材技辫术的种种类及介蹲绍基于CATI要A的飞行心器数控或加工技跌术分析（3）通常认成形尺寸较辩小，只能进盲行单种材灿料的直接针成形，目催前成熟的赔商用化装训备的成形仇尺寸一般唱小于300漏mm。（4）成型效率亡低，SLM技术的宴沉积效骆率要比LSF技术低1～2个数量是级，（5）利用率但高，材料利削用率很高藏，一般在90%以上，饱若设计勒和操作炒得当，较合格率浪几乎为100聋%。（6）材料默上，目监前激光帽增材制筑造对于筐铝、镁盗等一类构低熔点您高活性医合金的缘瑞成熟度绳还较低桥，较为辅成功的煤案例主柔要集中渗于Al先Si1冠0Mg合金的SLM成形。Al痛Si1芹0Mg合金相当究于我国的ZL1基04合金。给僻出了SLM成形AlSi办10Mg合金的勤力学性雄能。可却以看到移，SLM成形AlS节i10M嘴g合金的力抵学性能远贸高于铸造ZL10政4合金T6态的力学素性能。这防一方面来盲源于SLM成形过依程中Al而Si1飘0Mg合金的帐沉积组优织相比幅铸态合脂金会显糟著细化蓝，同时SLM成形过锋程中激绳光多层捕往复沉泡积的再堡热处理警也使得四合金在桂成形的攻同时还佛经受了敏充分的键时效处百理。（7）成型有枣保护气角体，成形环望境一般为正真空或保浙护气氛，浙避免成形笛件二次污置染。（8）成形件的琴各项力学择性能指标我高于铸件壤，接近锻修件。3.5增材技本术的种丢类及介血绍基于CATI节A的飞行犯器数控到加工技秧术分析电子束自爱由成形制衰造技术EBF回3(双Ele仓ctr每on鸡Bea颜mF插ree狼for沙mF模abr昼ica涝tio璃n)3.5增材技术崭的种类及神介绍基于CATI敏A的飞