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      試論航空航天領域的關鍵制造技術

      2018-04-16 08:56張正昊
      中國科技縱橫 2018年5期
      關鍵詞:航天航空

      張正昊

      摘 要:近年來,我國航空航天事業(yè)不斷發(fā)展,該領域的發(fā)展重點逐漸向制造業(yè)轉移,以此增強航空航天發(fā)展實力,大大提高我國增強國力。作為一名高中生,我們應對航空航天制造業(yè)相關知識全面了解,掌握關鍵制造技術,爭取為航空制造實力提升貢獻個人力量。本文首先介紹了航空航天制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,然后分析了關鍵制造技術。

      關鍵詞:航空;航天;關鍵制造技術

      中圖分類號:F426.5 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2018)05-0249-01

      隨著科學技術在航空航天領域的不斷滲透,關鍵制造技術的應用價值隨之呈現(xiàn),這不僅能夠優(yōu)化制造質(zhì)量,而且還能引導該領域向專業(yè)化、整體化方向發(fā)展,有利于擴大關鍵制造技術應用范圍。因此,我們應主動整理有關關鍵制造技術的資料,全面挖掘這類技術的應用優(yōu)勢。

      1 航空航天制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

      1.1 發(fā)展方向

      現(xiàn)如今,各國在航空領域的競爭較激烈,從某種程度上來講,這為飛機制造業(yè)提供了發(fā)展機遇,有利于深入挖掘直升機的制造價值,因此,我國應掌握航空航天制造業(yè)發(fā)展機會,大量吸引優(yōu)秀的專業(yè)人才,確保制造工作順利推進[1]。與此同時,還應對制造行業(yè)細分,從整機制造、集成制造、航空制造、部件制造等方面制定制造任務,并引進相應的制造技術,如結構優(yōu)化技術、集成技術、噪音弱化技術、材料成型技術、清潔燃燒技術、材料切割技術、故障診斷技術等。這對該領域制造業(yè)向專業(yè)化、信息化等方向發(fā)展有推動作用,同時,還能為該領域拓展發(fā)展空間[2]。

      1.2 基本需求

      為了更好的滿足飛行需要,航空航天設備以及構件制造的過程中應以輕、薄為原則,同時,還應注意結構合理性,強度也要達到相應標準?,F(xiàn)如今,隱形技術巧妙應用,即通過外形隱身來達到隱形的設計目的。這對外形加工提出了較高的技術要求,外形加工工作既要迎合質(zhì)輕、高強度等基本特點,又要易于維護,提高機動性,因此,輕型材料設計的過程中應明確方向,適當引用先進技術,充分發(fā)揮輕型材料的應用優(yōu)勢。由于飛機制造工作對精度要求較高,特別是數(shù)量、尺寸等方面,傳統(tǒng)制造裝配方法相對傳統(tǒng),不能更好的滿足當前制造需要,因此,應根據(jù)時代發(fā)展需要適時應用新的裝配模式,引進新型制造技術,這能更好的迎合制造業(yè)發(fā)展需要。

      2 關鍵制造技術分析

      為了優(yōu)化航空航天制造業(yè)發(fā)展效果,不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量,具體分析關鍵制造技術是十分必要的,這不僅符合現(xiàn)階段航空航天領域發(fā)展要求,而且還能大大提高關鍵制造技術應用優(yōu)勢。下文主要對數(shù)字化柔性裝配技術、整體制造技術、自助鋪帶成型技術、多軸聯(lián)動技術、工藝復合化加工技術、先進成形技術、高速數(shù)控加工技術、切削技術具體分析,希望能為相關航空航天制造業(yè)提供有效借鑒。

      2.1 數(shù)字化柔性裝配技術

      該技術僅適用于裝配環(huán)節(jié),具體應用于組件裝配、整體裝配、部件裝配三方面,目前,裝配技術的發(fā)展速度較緩慢,以往該技術被稱為人工裝配,并且裝配效率過低,隨著先進技術的不斷應用,它逐漸向半自動化裝配技術升級,后來發(fā)展為自動化裝配技術?,F(xiàn)今升級改造的數(shù)字化柔性裝配技術,它具有低成本、快速制造、先進設備等特點,技術應用代表著裝配技術邁向了新的領域,同時,這一技術還能巧妙融合于信息技術,推動航空航天制造業(yè)邁向新的臺階[3]。

      2.2 整體制造技術

      目前,航空航天制造業(yè)應用整體設計法,通過系統(tǒng)設計避免出現(xiàn)連接脫節(jié)現(xiàn)象,同時,采用整體制造法,以此提高定位準確性,因此,這為整體制造技術提供了應用空間。制造業(yè)開展工作的過程中,堅持整體設計原則,適當滲透整體制造技術,不僅能夠優(yōu)化整體結構,而且還能簡化結構流程,并且制造成本也能大大節(jié)省,結構整體性、系統(tǒng)性全面彰顯。除此之外,應用整體制造技術還能提前完成制造任務,延長飛機試飛行時間,以便飛機全面維護。由此可見,整體制造技術具有良好的應用價值,并且技術應用優(yōu)勢十分顯著。

      2.3 自助鋪帶成型技術

      由于飛機制造業(yè)廣泛應用復合材料,這類材料大范圍應用,這為自動鋪帶技術提供了應用空間,但這一技術仍處于研究階段,技術實際應用需經(jīng)歷較長時間。該技術涉及較多其他技術,如自動鋪防技術、模具技術、裝備技術、質(zhì)量監(jiān)控技術、CAM技術、成本分析技術、CAD技術等。西方國家對該技術深入研究,不斷豐富技術應用功能,并對其進行參數(shù)設置,其中,技術附加功能主要為定位、壓實、裁剪、鋪疊等,通過合理設置參數(shù)使其向數(shù)控成型技術方向發(fā)展。

      2.4 多軸聯(lián)動技術與工藝復合化加工技術

      應用這類關鍵制造技術,能夠減少工序,同時,還能改變技術發(fā)展方向。飛機制造的過程中應用這類技術,不僅能夠縮短技術應用時間,而且還能簡化操作工序,并且加工方法能夠混合應用,具體方法主要為特種加工法、熱加工法、數(shù)控切削加工法。這種關鍵制造技術常用于制造導彈筒體、車焊一體化數(shù)控機床等方面[4]。

      2.5 先進成形技術

      這一技術不同于以往的傳統(tǒng)技術,它對成形技術起到了引導作用,能夠擴大成形技術應用市場。適時引進該技術,能夠大大增強綜合國力,促進我國經(jīng)濟良性發(fā)展,其他各國航空制造業(yè)均對該技術高度關注,時刻掌握這一技術的應用情況以及升級動態(tài)。先進成形技術之所以會取得良好的應用效果,主要是因為該技術加工程序簡單,構件組成單一,但這一技術實際應用期間存在一定問題,如結構形變、結構不穩(wěn)、尺寸不合理等問題,如果技術應用問題在短時內(nèi)得不到解決,那么技術應用空間會不斷縮小。問題解決的過程中,兩種關鍵制造技術隨之出現(xiàn),第一種技術即激光噴丸成形技術,它主要借助激光力效應形成沖擊波壓力,并利用殘余壓應力改變板料形狀,如果材料對外來沖擊的抵御能力較弱,那么板料會嚴重變形,反之,板料會發(fā)生小幅度的變形。除此之外,應力場分布情況也會影響變形效果,此時應適當調(diào)整激光參數(shù),適當改變激光照射路徑,將彎曲變形盡可能的降到最低,由于激光噴丸成形技術具有良好的精密性,進而該技術具有良好的應用前景。除此之外,時效成形技術也能順利解決上述問題,該技術主要根據(jù)合金材料在高溫條件下改變形狀、彈性效果這一特點來進行形狀塑造。在此期間,材料應力水平會相應降低,進而成形目標會在短時間內(nèi)實現(xiàn)。目前這一技術尚未正式應用,這也是該技術需要突破的主要方向。

      2.6 高速數(shù)控加工技術與切削技術

      從上述介紹可知,現(xiàn)如今航空航天產(chǎn)品多為整體結構件,結構內(nèi)部組成具有復雜性特點,并且薄壁特征顯著,應用這一技術進行構件機械化加工,能夠加快加工速度,降低切削負荷,具有傳統(tǒng)切削加工不具備的優(yōu)點。與此同時,應用這種先進技術還應節(jié)省加工時間,大大提高加工速度,并且材料浪費能夠得到合理控制。如果應用傳統(tǒng)切削工藝,實際切削的過程中溫度會快速上升,并且材料極易發(fā)生形變,同時,航空航天產(chǎn)品完整性還會受到破壞。相對比而言,高速數(shù)控加工技術與切削技術更具有適用性,這一技術在航空航天產(chǎn)品制造中具有良好的應用效果[5]。

      3 結語

      綜上所述,我國航空航天領域要想持續(xù)發(fā)展,應高度關注制造業(yè),滲透先進制造技術于制造業(yè),通過技術自主研發(fā)、技術引進來推動我國制造業(yè)進步,借此增強我國航空航天業(yè)發(fā)展實力。正處于高中階段的我們,更應努力學習理論知識,掌握關鍵制造技術,為航空航天制造業(yè)發(fā)展貢獻個人力量。

      參考文獻

      [1]焦明,張揚.增材制造技術在航天制造領域的需求分析與發(fā)展趨勢[J].經(jīng)營與管理,2017,(07):109-112.

      [2]蘇寧,盛亮.淺析航空航天領域的關鍵制造技術[J].科技成果縱橫,2012,(04):56-58.

      [3]顧軼卓,李敏,李艷霞.飛行器結構用復合材料制造技術與工藝理論進展[J].航空學報,2015,36(08):2773-2797.

      [4]鄭聯(lián)語,朱緒勝,姜麗萍.大尺寸測量技術在航空制造業(yè)中的應用及關鍵技術[J].航空制造技術,2013,427(7):36-41.

      [5]馮華山,秦現(xiàn)生,王潤孝.航空航天制造領域工業(yè)機器人發(fā)展趨勢[J].航空制造技術,2013,439(19):32-37.

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