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《航空制造技术》论文模板
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2023年 第66卷 3期
刊出日期:2023-02-01

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专稿
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研究论文
本期目录
本期封面
本期电子刊
 
       本期封面
1 本期封面
2023 Vol. 66 (3): 1-1 [摘要] ( 51 ) HTMLNew PDF (1527 KB)  ( 67 )
       本期电子刊
1 本期电子刊
2023 Vol. 66 (3): 1-126 [摘要] ( 68 ) HTMLNew PDF (16808 KB)  ( 125 )
       本期目录
6 本期目录
2023 Vol. 66 (3): 6-8 [摘要] ( 49 ) HTMLNew PDF (482 KB)  ( 37 )
       专稿
14 航空航天难加工材料切削加工过程模拟与智能控制综述
赵彪,王欣,陈涛,丁文锋,傅玉灿,徐九华,赵正彩,陈清良
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.03.014
随着航空航天关键构件服役性能要求的不断提升,高性能钛合金、镍基高温合金、高强度钢等难加工材料大量应用到航空发动机等重大装备。切削加工是高强韧难加工材料的重要加工方法,在加工过程中普遍存在切削力大、切削温度高、工具磨损严重和加工质量差的问题。针对当前航空航天难加工材料切削加工过程切削力、切削温度、工具磨损及表面质量的仿真技术与智能控制技术进行了系统性的总结和梳理,分析了当前研究存在的主要问题与关键挑战,对切削加工过程仿真模拟与控制技术的未来发展趋势进行了展望。
2023 Vol. 66 (3): 14-29 [摘要] ( 183 ) HTMLNew PDF (12316 KB)  ( 196 )
       封面文章
30 航空航天薄壁件铣削过程加工状态监测研究进展
岳彩旭,周天祥,秦怡源,王乐,胡德生
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.03.030
对切削加工状态进行精准监测,是实现航空航天薄壁件加工变形控制的重要保障。围绕航空航天薄壁件铣削加工状态监测的最新研究进展进行了评述,详细介绍了建立加工状态监测模型的关键技术与方法,包括加工信息采集处理、特征提取和特征融合。归纳了学者们在薄壁件加工过程中对刀具磨破损、铣削颤振、铣削变形等具体状态监测的研究进展。基于数字孪生技术,构建了面向薄壁件铣削加工状态监测的优化系统。最后,根据现阶段本领域发展状况对薄壁件铣削加工状态监测进行了展望。
2023 Vol. 66 (3): 30-43 [摘要] ( 186 ) HTMLNew PDF (23077 KB)  ( 150 )
       论坛
46 数字孪生驱动的薄壁件铣削刀具磨损状态识别方法
宋清华,彭业振,王润琼,刘战强
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.03.046
薄壁零件由于其本身的弱刚性,铣削过程中极易发生颤振、变形,从而加剧刀具磨损,为提高薄壁零件的铣削加工效率和表面质量,提出了一种数字孪生与支持向量机(SVM)融合驱动的刀具磨损状态识别方法。利用时、频域分析和小波包变换提取特征向量,通过网格搜索与交叉验证(GSCV)的方法进行超参数寻优,结合SVM 算法构建薄壁零件铣削刀具磨损状态识别模型。试验结果表明,SVM 算法在高维小样本数据的分类识别问题中优势明显,对于不同铣刀磨损状态的识别准确率分别达到96% 和90.16%,具有较好的泛化能力。结合机器学习算法构建高保真、轻量化的数字孪生体,并将其嵌入薄壁零件铣削过程监测平台,以解决加工过程中信号实时监测和刀具磨损状态在线识别的问题。
2023 Vol. 66 (3): 46-52,60 [摘要] ( 126 ) HTMLNew PDF (6936 KB)  ( 158 )
53 基于附加质量和电涡流阻尼的薄壁件铣削振动抑制
刘海波,张鸿泽,王诚鑫,苗欢欢
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.03.053
针对薄壁件铣削颤振问题,提出了基于附加质量和电涡流阻尼的振动抑制方法。首先建立了薄壁件铣削加工动力学模型,通过颤振稳定性分析,获得附加质量和电涡流阻尼对加工稳定域的影响规律;然后提出了薄壁件附加质量优化方法,获取最佳附加质量布局和质量占比;最后设计了一套薄壁件加工抑振装置,开展了薄壁件铣削加工试验,试验表明,当同时添加附加质量组合[15,10,15] 和电涡流阻尼时,薄壁件加工振动得到明显抑制,验证了所提出方法的抑振效果。
2023 Vol. 66 (3): 53-60 [摘要] ( 61 ) HTMLNew PDF (8809 KB)  ( 75 )
61 基于高参数均匀性的叶片曲面光顺造型方法
田野,宁涛, 陈志同
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.03.061
为进一步优化叶片的曲面模型质量,提出一种基于高参数均匀性的叶片曲面光顺建模方法。首先根据叶片的曲率特征,将单层数据点分成叶盆、叶背、前缘和后缘4 个部分,通过叶片前缘和后缘的曲线拟合,获得拟合圆圆心,并以此生成叶片中弧线的诱导曲线。进而通过改进的牛顿迭代法获得一系列叶片截面轮廓线内切圆圆心,从而获得中弧线,对中弧线进行光顺处理以及弧长参数化,并利用中弧线– 厚度分布的方式,结合过渡曲线生成光顺的截面轮廓线,保证过渡处曲率连续。最后,通过放样及融合优化算法快速自动地生成光顺的叶片曲面模型。利用该方法对某型号发动机叶片数据点进行曲面造型与加工验证,结果表明,优化后的曲面模型具有良好的光顺性,避免了由于模型不光顺导致的刀轨波动问题。
2023 Vol. 66 (3): 61-69 [摘要] ( 63 ) HTMLNew PDF (6127 KB)  ( 127 )
70 基于浮动装夹自适应加工工艺的薄壁件加工变形控制技术研究
刘述明,扈博琴,张春龙,罗兆柱
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.03.070
航空薄壁件尺寸大、壁薄、材料去除率高,极易发生加工变形问题,严重影响零件加工质量,因此航空薄壁件的加工变形控制具有重要的意义。以某传扭转接盘作为研究对象,基于加工过程中的监测变形力重构毛坯全局残余应力分布,优化了零件的加工位姿,并结合浮动装夹自适应加工工艺实现了零件的加工变形有效控制。实际加工试验将零件的平面度和平行度分别控制在0.11 mm 和0.04 mm,结果表明,该方法能显著控制工件加工变形。
2023 Vol. 66 (3): 70-77 [摘要] ( 82 ) HTMLNew PDF (18527 KB)  ( 101 )
       研究论文
78 PVD 涂层刀具铣削GH4169 高温合金薄壁件性能对比
于忠光,浦荣,韩占龙,于浩南,陈章燕
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.03.078
为解决高温合金薄壁件加工时颤振大和磨损大的问题,研究了不同成分体系涂层对铣削刀具的影响。采用电弧离子镀的方法在硬质合金刀具表面沉积了AlTiN/TiAlN、AlCrN/TiAlN 和TiSiN/TiAlN 3 种双层涂层。采用扫描电子显微镜、纳米压痕仪与微米划痕仪表征了3 种涂层的表面形貌与力学性能,在高性能铣床进行了涂层刀具的铣削试验,采集了刀具后刀面磨损照片与对应切削力,分析了不同涂层在铣削时的性能表现。研究表明,TiSiN/TiAlN涂层具有最高的硬度与耐磨因子,在铣削24 m 后,后刀面磨损最小,但涂层表层易与高温合金发生黏结;AlCrN/TiAlN 涂层硬度与耐磨因子稍低,铣削24 m 后,刀具接近失效,但与高温合金黏结并不严重;AlTiN/ TiAlN 涂层硬度与耐磨因子最小,铣削后磨损最严重,铣削12 m 时刀具已经失效,但涂层与高温合金黏结最为轻微。因此,使用硬度与耐磨因子较大的涂层能够有效减小刀具铣削高温合金时的磨损,进而提高刀具寿命。
2023 Vol. 66 (3): 78-84 [摘要] ( 72 ) HTMLNew PDF (2801 KB)  ( 134 )
85 基于深度神经网络的机器人加工系统模态特性预测
李法贵,王若奇,孙玉文
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.03.085
串联式工业机器人具有工作空间大且灵活性强的特点,被广泛应用于飞机蒙皮、航空透明件等大型结构件的加工。然而,工业机器人存在刚度弱、动态特性空间分布差异大的问题,导致其铣削稳定性极限低,不同加工区域的铣削性能变化明显,可供选择的工艺参数窗口狭窄的问题。研究机器人铣削系统加工过程中的动态特性,建立位姿相关模态预测模型对提升机器人加工性能有重要意义。本文以ABB 机器人加工系统为研究对象,提出了一种基于深度神经网络的模态预测方法。首先,采用多普勒测振仪对机器人加工系统进行了模态试验,对多阶模态的空间变化加以分析。随后,根据机器人实际工作空间,设计测试试验组从而获取位姿相关的频响函数集,并利用有理多项式法准确辨识相关模态参数。在此基础上,采用超参数优化法建立深度神经网络预测模型,最终实现工业机器人工作空间内位姿相关的多阶模态参数准确预测。试验结果表明,该方法预测精度可达80% 以上。
2023 Vol. 66 (3): 85-92,124 [摘要] ( 61 ) HTMLNew PDF (12137 KB)  ( 91 )
93 面向复材构件的临时紧固件安装工艺测试与验证装置设计
凡志磊,严晨,黄稳,王华
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.03.093
临时紧固件过大的夹紧力会给复材孔周带来损伤,严重影响结构的静态承载及动态疲劳性能,航空复材装配现场需要对临时紧固件的安装夹紧力进行控制。因此针对临时紧固件气动安装工具输出扭矩的波动性特点,设计了一种面向复材构件的临时紧固件安装工艺测试与验证装置,以探讨其安装工艺与夹紧力之间的关系。通过电气比例阀控制气动安装工具的输入气压,通过扭矩传感器和夹紧力传感器监测临时紧固件安装过程中的扭矩和夹紧力。对所搭建的装置进行了测量系统分析,利用皮尔逊相关系数公式验证了其重复性,并用Bessel 公式计算了其不确定度。结果表明,所设计的装置可以用于复材构件临时紧固件的安装工艺测试与验证。这将为航空复材装配现场的临时紧固工艺的制定提供方法和依据。
2023 Vol. 66 (3): 93-99 [摘要] ( 67 ) HTMLNew PDF (4748 KB)  ( 122 )
100 非实例化标准件消耗式装配工艺设计技术研究
邓海洲,王大涛,王良,贾晓亮,刘明星,宋洪鹏
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.03.100
针对飞机产品数据中大量非实例化标准件尚未实现消耗式工艺设计的难题,提出了依据装配需求对非实例化标准件进行二级拆分及消耗式分配的思路。结合业务架构流程梳理,采用CATIA CAA 二次开发开展非实例化标准件R 模型的工位级拆分,并系统研究了装配工艺设计过程中非实例化标准件的消耗式分配和管理技术,在某项目产品上开展了系统测试及应用验证,完成了AO 创建,实现了所有参装件的消耗式装配工艺设计,保证了制造数据与工程数据的一致性和准确性,取得了较好的应用效果。
2023 Vol. 66 (3): 100-106 [摘要] ( 77 ) HTMLNew PDF (4017 KB)  ( 149 )
107 角盒类零件加工特征识别方法
沙智华,李伟奇,马付建,王国庆,王紫光,张生芳
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.03.107
为提高角盒类零件数控加工工艺规划速度,研究加工特征自动识别过程,提出基于识别方向单特征顺序图匹配的特征识别方法。结合角盒类零件加工工艺流程,将加工特征分为正面加工特征、反面加工特征、正反双面加工特征、侧面加工特征4 种类型。介绍了加工特征识别过程,包括孔特征和过渡特征识别与抑制、单特征属性邻接图生成与分解、加工特征类型判别等关键步骤。建立了角盒类零件加工特征识别原型系统,并通过角盒类典型零件验证所提方法的有效性与正确性。

 

2023 Vol. 66 (3): 107-113 [摘要] ( 42 ) HTMLNew PDF (3338 KB)  ( 177 )
114 不同自动铺丝工艺参数对T800 级碳纤维/ 环氧复合材料孔隙率的影响研究
刘钧天,陈萍,闫超,肖鹏
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.03.114
采用T800 级碳纤维/ 环氧树脂单向带铺丝预浸料,使用自动铺丝工艺制备不同厚度的试验层板,探究固化压力、层板厚度及尺寸、自动铺丝压紧力等各项参数对孔隙率及孔隙分布的影响,采用超声C 扫描表征复合材料层板孔隙率区间。研究表明,当固化压力降至某临界点后,孔隙率呈现先快速增加又逐渐减慢增加的趋势;厚铺层的层板的孔隙率高于较薄铺层的层板,靠近中间及底部铺层位置的孔隙较多;尺寸较大的层板,高孔隙率的区域相对集中分布在靠近层板中间的位置,且孔隙率区间较大;固化压力较小时,采用小压紧力铺丝的层板会形成更高的孔隙率;对于大型复杂的复材结构件来说,不同的铺丝工艺参数对孔隙率的影响也具有上述趋势。
2023 Vol. 66 (3): 114-118,124 [摘要] ( 94 ) HTMLNew PDF (4124 KB)  ( 184 )
119 一种60 kV 焊接用太空电子枪的设计研究
王海洋,董全林,赵然,张永泰,王思展,刘业楠
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.03.119
采取间热式阴极加热方式并选取LaB6 作为阴极材料,设计了一种焊接用太空电子枪。利用Vaughan 综合迭代法得出了电子枪的初值,根据这些初值设计了电子枪的3 极结构,并对磁透镜进行了设计。通过仿真不断地对电子枪的3 个电极和透镜的参数进行适当地调整,以使仿真结果满足实际设计目标要求,同时在透镜的调试过程中进行了规律性分析。试验表明,该设计满足总发射束流60 mA 和交叉斑直径0.3 mm,以及在工作距离300 mm 处束斑0.4 mm 的目标参数,此设计方法和整套设计流程可以为电子枪的设计提供一定的参考。
2023 Vol. 66 (3): 119-124 [摘要] ( 56 ) HTMLNew PDF (2371 KB)  ( 130 )
  编辑部公告
22 《航空制造技术》入编中国科协《航空航天领域高质量科技期刊分级目录(2023版)》
22 《航空制造技术》入编《中文核心期刊要目总览》2023版
22 《航空制造技术》入选中国科技核心期刊
22 《航空制造技术》入选WJCI科技期刊世界影响力指数报告(2023)来源期刊
22 《航空制造技术》被中国科学引文数据库(CSCD)核心库收录
22 “编读往来”栏目邀您建言献策
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主管:中国航空工业集团有限公司
主办:中国航空制造技术研究院
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邮编:100024
电话:010-85703109/3877-291
在线投稿:http://www.amte.net.cn
国际标准刊号:ISSN1671-833X
国内统一刊号:CN11-4387/V
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