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2014年 第57卷 22期
刊出日期：2014-11-15
封面文章
专稿
复合材料
新观察
数控加工
封面文章
10
数字化装配技术及工艺装备在大型飞机研制中的应用
成书民，张海宝，康永刚
大型飞机数字化装配技术与装备的应用实施，突破了数字化装配关键核心技术，以及组件、部件和总装配数字化装配工艺装备的研制技术，提高了大型飞机装配的生产效率和相应组部件的装配质量，同时减轻了工人劳动强度，减少了工艺装备数量。
2014 Vol. 57 (22): 10-15 [
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专稿
16
增材技术在飞机结构研制中的应用*
王向明，苏亚东，吴斌
增材技术是一项“变革性”的设计、制造一体化技术，具有诸多技术优势和潜力，但存在个异化强、工艺窗口过窄等问题，变形、开裂、力学性能等控制仍是关键技术。尽管在某些型号上已开始试用，但仍需要充分的工程化验证，并持续开展应用技术研究。
2014 Vol. 57 (22): 16-20 [
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数字化设计
21
CATIA软件在模锻设计中的应用
张兵宪，朱增辉
传统的模锻件图、锻模图和冲切模图是用二维软件绘制的，绘制周期长而且不直观。尤其是复杂形状的模锻件图的设计过程更是一个长周期、低质量和高成本的过程。为了适应现代生产，将三维实体设计软件CATIA应用到模锻件图及锻模图和冲切模图的设计中，一方面提高了产品设计工艺的技术水平，另一方面也适应了锻模和冲切模数控加工的需要。
2014 Vol. 57 (22): 21-22 [
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23
航空发动机试验工厂CAPP技术研究与实现
朱丽君，许连芳
针对航空发动机试验工厂的业务特点进行了CAPP系统的设计开发，设计了结构化工艺和非结构化工艺两种基本模式的工艺管理方法，并实现了CAPP系统与ERP系统的集成。
2014 Vol. 57 (22): 23-26 [
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27
曲面薄壁零件柔性装配定位系统设计与实现
翟婷婷，张凤英，韩晓光
针对曲面薄壁零件装配过程中存在定位难、易变形的问题进行了研究,建立了基于多点技术以及数字化虚拟装配技术的曲面薄壁零件柔性装配定位系统,实现了薄壁零件定位可靠、不易变形的柔性装配。研究提出了曲面定位点坐标的求解方法，并按照该方法提取工件曲面的几何信息，确定装配定位点，将定位点的坐标转化为定位系统的坐标，形成坐标转换矩阵，将转换矩阵中坐标的位移量转化为伺服电机的转动量。研究结果为更有效解决柔性工装的优化设计问题提供了必要依据。
2014 Vol. 57 (22): 27-29 [
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30
基于动态变迁图的卫星总装规划建模技术研究
孙刚，余剑峰，李原
不同于一般机械产品装配的流程，卫星总装的过程是“拆”“装”操作相结合的，为了解决这一类特殊的非线性装配顺序规划问题，提出了一种基于动态变迁图的装配规划模型。该模型在静态有向连接图的基础上，通过逐层分析和验证可能的状态以动态变迁图为核心构建装配任务过程树，从而支持卫星所有几何可行的流程序列表达和装配场景再现。最后通过某型卫星舱段总装验证了该建模方法的有效性。
2014 Vol. 57 (22): 30-34 [
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35
基于KBE的航空发动机复杂壳体MBD设计模式研究
王宇，朱煜忻，王卫星，丁航，王培
针对航空发动机泵类及调节器产品结构复杂、孔类特征多、建模过程繁琐、几何信息表达与传递困难等特点，通过对壳体模型数据集及结构的深入探索和研究，在UG平台上开发出适用于MBD技术的知识融合系统，将知识工程、产品标准规范等抽象、分散知识更加形象和集中地表达。实现了设计模式由“基于经验和试错驱动”向“基于知识组件驱动”的转变，从而形成航空发动机复杂产品的创新MBD设计模式。此模式在某国家级重点型号中得到深入应用，提高了复杂壳体产品的设计效率和质量。
2014 Vol. 57 (22): 35-38 [
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39
飞机大梁带缠绕成型装置的设计及应用
朱剑英
基于模块化、参数化设计方法，将数字化技术用于加工飞机大梁带缠绕成型装置的设计中，可有效简化设计过程和提高缠绕成型装置的研制效率，满足新机研制的要求。针对飞机大梁带成型的特点，对传统缠绕成型装置中存在精度低、效率低的问题提出了逐层缠绕一步到位的缠绕方法，解决传统缠绕成型装置裁剪时所造成原材料的浪费和成型误差。介绍了缠绕成型装置的工作原理和总体结构，并阐述了缠绕成型装置在缠绕过程中产生缺陷的原因和影响大梁带加工质量的主要因素。该缠绕成型装置研制的成功，为保证飞机大梁带达到相应标准要求提供了可靠的科学手段，并可为同类装置的设计在理论和实践上提供了可行的途径。
2014 Vol. 57 (22): 39-42 [
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高能束流加工
43
3D打印技术在航空发动机换热器研制中的应用展望
于霄，吕多，赵孟，姜楠，李洪莲，夏梦，姜向禹，王俊伟
简要介绍了3D打印技术的发展历程和国内外的研究现状，重点介绍了3D打印技术的特点及其应用于航空发动机换热器研制的原因，分析了相关应用实例，最后对3D打印技术的应用前景进行了展望。
2014 Vol. 57 (22): 43-46 [
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47
商用航空发动机金属增材制造技术及装备应用
何艳丽，廖焕文，王禄秀
主要论述了金属增材制造技术的特点、优势及相关装备，分析了该项技术在商用航空发动机研制过程中的关键作用，并发掘可使用该技术进行加工制造或修复的商用航空发动机零部件及具体的成形方式和装备。
2014 Vol. 57 (22): 47-51 [
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52
航空发动机表面工程应用的问题与思考
张世波
我国航空发动机的研制和发展与世界先进水平存在较大差距，而表面工程应用方面的问题是诸多制约因素之一。在简单介绍现代表面工程技术发展及在我国航空发动机制造领域的应用现状基础上，重点对存在的问题进行探讨，分析原因，并提出解决措施。
2014 Vol. 57 (22): 52-55 [
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数控加工
56
五轴数控机床后置处理算法研究
王旭
五轴数控加工技术基于五轴数控编程理论，对五轴机床的结构形式和运动特性进行分析，通过后置算法求解，得到后置处理坐标转换公式，并将前置处理产生的刀位数据文件（CLFS）转换成机床执行的CNC程序，再利用Visual Basic语言编程创建坐标转换界面，实现数控程序自动转换。
2014 Vol. 57 (22): 56-59 [
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60
矩阵式数控加工在航空结构件批生产中的应用
赵中刚，黄果
以大批量数控加工的航空结构件生产为研究对象，运用人工干预环节集中化、数控加工过程自动化的理念，探索利用矩阵式数控加工进行多零件同时生产的应用方案。多零件集中装夹，通过系统自动读入每个零件的加工原点，自动调用零件的加工程序，完成相同（或不同）零件数控加工，在充分利用机床工作台面的同时，解决了批量生产过程中零件频繁装夹、找正、换刀和频繁调用加工程序的难题，达到降低劳动强度，提高生产效率的目的。
2014 Vol. 57 (22): 60-64 [
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65
薄壁通壳体类零件加工技术
卫毅
以铝合金薄壁通壳体零件为例，对工件的定位、装夹、刀具的选择、切削参数设置、程序的编制等方面进行了探索，从而有效地克服了薄壁通壳体类零件在加工过程中出现的颤振、变形、表面质量差、尺寸精度低等问题，并大幅缩短了加工时间。
2014 Vol. 57 (22): 65-67 [
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68
航空材料高速高效加工方法
杨薇，赵赟，张新冬，马辉，江波
高速高效加工是航空制造领域的重要发展方向，已广泛应用于飞机与航空发动机等复杂整体结构零件的加工，显著提高了生产效率、降低了生产成本。主要阐述了典型航空材料的高速高效加工方法及航空产品加工应用实例，同时指出了高速高效加工技术未来的发展方向。
2014 Vol. 57 (22): 68-71 [
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72
面向航空领域数控系统关键技术研发与应用*
刘本刚，房志亮，方柏鑫
针对航空领域关键零件的加工特点，在开展高档数控系统高速高精控制、五轴机床校验和优化补偿等关键技术研发基础上，面向航空领域进行国产高档数控系统的应用验证与示范。目前，共完成了20套国产高档数控系统的安装调试，经试切合格后已全部投入正式生产，成功替代了进口系统，实现了国产高档数控系统在航空领域生产应用中的重大突破。
2014 Vol. 57 (22): 72-77 [
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78
高效装夹技术在立卧转换机床上的应用
刘宇
高效加工已经成为现代航空制造业发展的重要趋势，而高效装夹也成为影响高效加工的重要决定因素之一。针对立卧转换机床自身特点，通过自主设计的工艺夹具，对不同类型的航空结构件，采用适合的装夹策略，构建出基于立卧转换机床的数控加工高效装夹系统。实践证明，该系统能显著提高设备利用率。
2014 Vol. 57 (22): 78-82 [
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83
复杂型面数控加工工艺及编程技术研究
刘荣萍，邓卫华
数控加工工艺与编程技术水平是影响产品加工质量和生产效率的重要因素之一。以航空燃油附件复杂型面的数控加工为典型实例，以实现高质量、高效率的加工效果为目标，重点介绍了数控加工工艺与编程思路及技巧，为数控加工技术的深度应用打下良好应用基础。
2014 Vol. 57 (22): 83-88 [
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89
大型锻件窗框加工变形及工艺方案研究
李青，罗育果，尹成，张林
窗框零件作为民用飞机上的重要承力构件，具有结构复杂、曲率大、难加工部位多、加工变形控制难等特点，而且采用锻件加工受毛坯初始残余应力影响较大。通过对典型窗框零件工艺特点以及加工关键技术进行研究，从毛坯残余应力分布、加工变形仿真预测、加工工艺过程优化等多方面进行研究，解决该类零件加工过程中变形处理的瓶颈问题，提出工程化解决方案，并形成窗框类零件加工典型工艺方案。
2014 Vol. 57 (22): 89-93 [
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94
航空精密工件高精磨削的研究
张启山，王涛，田中梓，张生，李欢
零件在外圆磨床上加工时受两个力的作用，一是受零件磨削力的影响，二是受外圆磨床尾座对顶力的影响，尤其细长杆零件受力变形较为明显。为了在加工过程中避免零件变形而影响加工精度，通过使用ANSYS对零件进行有限元分析，控制两个方向力的大小，并对这两个方向力进行逐一分析，并配合高速磨削加工，确定进刀量、磨削速度、零件转速及对顶力等磨削参数，并对上述分析方法进行延伸扩展。
2014 Vol. 57 (22): 94-95 [
摘要
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96
起落架大型承力构件钛合金 TC18高效粗加工铣削技术
刘新文，何多政，黄国华
在简要分析了钛合金TC18材料可加工性差、加工效率低下的基础上，结合飞机起落架大型承力构件的加工特点，对钛合金TC18高效粗加工技术进行了深入研究。通过对粗加工中铣削方式的探究——如何根据机床刚性合理采用强力铣削、大进给铣削的加工方式，大型锻件在编程时的注意事项，以及合理的刀具应用等，实现了TC18大型承力构件的高效铣削粗加工，达到了高的金属去除率。
2014 Vol. 57 (22): 96-99 [
摘要
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100
某框基于后置程序逆向设计及数字化高效加工研究
刘胜男，石海
介绍了飞机某框从逆向设计到数字化高效加工详细流程，应用以CATIA V5、VERICUT为代表的先进数字化制造技术，使零件数字化设计、数字化加工、工艺流程得到全面改进，为今后零件逆向设计及数字化加工奠定良好的基础。
2014 Vol. 57 (22): 100-101 [
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复合材料
102
复材制件数字化制造及先进设备的应用
吕雪，蒲永伟
随着复材零件结构的日益复杂，传统复合材料生产模式很难满足其精准化要求，复合材料数字化软件的开发使零件的制造过程更加便捷，同时能够满足对零件尺寸精准的验收技术要求。分别以某型号壁板、蜂窝夹层件两类典型的零件作为研究实例，利用数字化软件对制造过程进行优化，开展数字化制造可行性研究，辅以数控下料机、激光铺层定位仪、自动铺带机等先进的数字化设备，更好地保障飞机构件外形的精度。复合材料制件实行数字化制造后，不但降低了生产成本，保证了零件产品的质量，而且有效推进了复合材料零件制造技术的发展。
2014 Vol. 57 (22): 102-105 [
摘要
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106
面向超声波机床加工芳纶纸蜂窝芯的新型固持方法*
骆金威，高涛，牟文平，杜强
根据超声波机床加工蜂窝芯的基本原理及切削方式，在双面胶带固持技术的基础上，提出了一种高效、经济的芳纶纸蜂窝固持方法，极大地提高了固持效率，降低了成本。建立了机床功率、真空压力、切削参数以及刀具参数与最小薄膜面积之间的解析表达式，根据机床参数求解可选用新型固持方案的最小薄膜面积。
2014 Vol. 57 (22): 106-108 [
摘要
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109
SiC纤维增强钛基复合材料研究现状与展望
曹秀中，韩秀全，赵冰，侯红亮
连续SiC纤维增强钛基复合材料（SiCf/Ti）是一种重要的高推重比发动机（推重比>12）用结构材料，它的应用为发动机设计和制造带来了革命性的变革。SiCf/Ti复合材料代表了高推重比发动机用结构材料的发展方向，欧美国家设立了多项研究计划来发展SiCf/Ti复合材料，技术水平已经达到或接近于实用状态。介绍了国内外对连续纤维增强钛基复合材料的研究现状及国内研究存在的一些问题，并对国内SiCf/Ti复合材料的未来发展提出了一些建议。
2014 Vol. 57 (22): 109-112 [
摘要
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113
碳纤维椅盆钻削技术研究
吴继东，秦武
碳纤维（CFRP）作为一种先进的增强复合材料在机械工程中应用广泛，但成型构件的制孔技术却始终制约着其应用和发展。通过对乘员座椅中的碳纤维复合材料椅盆钻孔时的技术问题、加工工艺等进行归纳和总结，摸索出适合碳纤维复合材料椅盆钻孔的工艺方法，并在相关刀具材料、几何形状及角度、工艺参数等方面提出了建议。
2014 Vol. 57 (22): 113-115 [
摘要
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测试与控制
116
复合材料在飞机主承力结构上的应用及无损检测标准
施晓春，冯浩，罗琳胤，曾小苗
综述了国内外飞机复合材料主承力结构、机身应用现状及航空制件质量验收标准应用概况，阐述了航空复合材料零件验收标准的制定依据和原则，以及航空复合材料无损检测验收标准的主要内容；对比并分析了国际主要航空企业的无损检测验收标准，简述了飞机复合材料主承力结构及机身无损检测标准的发展趋势。
2014 Vol. 57 (22): 116-119 [
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120
民用飞机生产线自动控制系统的信息安全问题探析
王丰超，陈磊，韩建宾，孙中刚，李汝鹏，赵越
随着信息化技术越来越多地应用到工业控制系统，不可避免地也带来了各类风险和威胁，系统的信息安全问题也就越发需要引起重视。对民用飞机生产线自动化控制系统存在的安全隐患进行了探究和分析，结合其他领域的工控系统安全措施，针对本系统的一些威胁和漏洞提出了安全风险防范方案。
2014 Vol. 57 (22): 120-124 [
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125
全数字量传递产品检测技术的研究与应用
杨敏洁，王杨，张守辉
通过对航空企业数字化检测技术应用现状进行调研和分析，提出目前企业数字化检测技术发展和推广过程中的主要瓶颈，在此基础上提出企业全数字量传递产品检测技术研究与应用方案。
2014 Vol. 57 (22): 125-129 [
摘要
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130
基于上下文区域的飞机数字样机审查方法
王小艳，屈卫刚，李欢
为了提高数字样机审查的效率和质量，改善传统的审查方式，提出一种基于上下文区域的飞机数字样机审查方法，确保审查过程的规范性、可追溯性，同时缩短了审查周期并提高了设计质量，实现了飞机数字样机的数字化协调审查。
2014 Vol. 57 (22): 130-132 [
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133
基于SA二次开发的大尺寸型面数字化测量系统*
张俐，任远鑫，江春
针对大尺寸型面的误差检验流程，基于测量软件SA，运用VC++和SASDK进行二次开发，建立了数字化的测量系统并给出了系统的体系结构和具体的功能模块。最终通过验证件蒙皮面的测量与分析，验证了系统的有效性和实用性。
2014 Vol. 57 (22): 133-137 [
摘要
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166
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138
无人机系统适航现状及发展研究
吕游
针对无人机系统适航性要求，介绍了国内外无人机系统现状及发展趋势，以及国内外无人机适航审定政策，提出了无人机系统适航工作建议。
2014 Vol. 57 (22): 138-140 [
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311
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141
基于特征曲线法的CFRP干涉连接结构损伤萌生及扩展分析
卢志军
干涉连接是航空复合材料结构件的主要连接方式，然而不恰当的干涉量会导致孔周围区域产生损伤，从而严重影响整个连接结构的静强度和疲劳强度。分析了干涉连接过程连接板的受力形式，建立了基于干涉量的孔边应力分布模型。在此基础上，结合Yamada准则建立了孔边损伤萌生模型，利用特征曲线法界定了材料损伤区域传播的极限位置；其次，针对CFRP材料（碳纤维增强复合材料）的特点，利用ABAQUS软件对干涉连接过程损伤的萌生及扩展进行仿真模拟；最后，对不同孔径不同干涉量条件下的损伤萌生和损伤扩展结果进行对比分析，验证了损伤萌生模型的准确性。
2014 Vol. 57 (22): 141-145 [
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146
执行机构测试技术的应用
黎庆波
本测试系统采用虚拟仪器技术和模块化设计思想，硬件设计集成了多种功能模块，实现了执行机构外部工作环境的数字模拟，建立了相应的测试电路。软件以LabWindows/CVI为开发平台，利用其图形化的软件界面和丰富的数字信号处理库，实现了执行机构各项性能指标的综合测试。
2014 Vol. 57 (22): 146-147 [
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148
氧化时间对2A12铝合金硬质阳极氧化膜性能的影响
张欢
氧化时间作为硬质阳极氧化的工艺参数之一，对硬质阳极氧化膜层性能有着很大影响。主要研究了不同氧化时间对2A12硬质阳极氧化膜厚度、硬度及耐腐蚀性的影响，并采用金相显微镜对氧化膜的表观形貌进行了分析。结果表明：所得硬质阳极氧化膜具有类似棱柱状的结构，氧化70min所得氧化膜综合性能最佳。
2014 Vol. 57 (22): 148-150 [
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151
静压延时矫直策略在头部翘曲板材矫直过程中的应用
崔丽，张艳肖，田禾
随着厚规格、高强度品种钢的大量开发，头部翘曲成为中厚板生产过程中的一种常见缺陷，同时国产化的矫直机矫直能力不足，使得头部翘曲板材矫直过程困难。以某板卷厂开发厚规格、高强度品种钢过程中，频繁出现头部翘曲呈蛇形问题为依托，采用弹塑性差分的曲率积分方法，分析头部翘曲板材的传统矫直策略中残余曲率与矫直力的变化，讨论传统矫直策略和静压延时矫直策略的选择原则，研究静压延时矫直工艺。某板卷厂现场证明：静压延时矫直可以有效解决头部翘曲板材矫直问题，同时改善板材的板形。
2014 Vol. 57 (22): 151-154 [
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155
燃油喷嘴主要性能参数的影响因素及调试技术
郑学著，黄袖清，陈艳芳，蒋万里
燃油喷嘴是航空发动机燃烧室的一个主要元件，它的主要功用是按照发动机不同的工作状态，供给燃烧室合适数量的、具有良好雾化质量的燃油。喷嘴的供油量是保证发动机推力要求、影响燃烧效率和性能的一个主要指标。根据燃油喷嘴的不同结构，对影响发动机燃烧室性能的流量、喷雾锥角和分布不均匀度等参数进行理论分析，并结合实际调试情况进行验证，解决了燃油喷嘴性能试验时流量、喷雾锥角和分布不均匀度调试困难的技术瓶颈，具有较大的指导意义和广阔的应用前景。
2014 Vol. 57 (22): 155-157 [
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158
共轨管小孔磨粒流加工特性三维数值分析
吴桂玲，侯吉坤
应用现代设计技术和现代设计手段，恰当地使用数值计算可理解和揭示试验，指导生产工艺规程，改善产品的综合性能。利用CFD软件FLUENT对磨粒流加工共轨管流道及小孔结构进行三维数值分析，获得稳态压强、湍流动能、湍流强度及速度图像，为磨粒流加工工艺的制定提供参考。
2014 Vol. 57 (22): 158-160 [
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新观察
161
让客户支援成为直升机制造业的核心竞争力
吴志春
随着近年来我国直升机事业的迅猛发展，直升机销售额日益增长，直升机制造业规模不断扩大，客户支援团队也在日益壮大，同时对整个客户支援力量的要求也越来越高。这就出现了一个问题——直升机群体的增大造成了客户支援管理难度的大大增加，这是所有直升机制造业面临的问题，需要更合理地构建一流客户支援体系，提高客户满意度，提升直升机制造业产品的市场竞争力。
2014 Vol. 57 (22): 161-163 [
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164
电动直升机的性能特点分析
曹京军，何权荣
电动直升机的关键技术已接近成熟，相较热机直升机有更好的垂直性能和水平性能，在噪音和振动、可靠性、使用成本上具有优势。
2014 Vol. 57 (22): 164-166 [
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技术革新
167
钛合金转子叶片系列焊机的研制及应用
李金声，石军，梁养民
针对各种新型航空发动机钛合金转子叶片阻尼台毗邻面耐磨性提高的迫切需求，研制成功JQGP-80型系列真空充氩高频感应钎焊设备，结合国产化材料及焊接工艺的全面突破，解决了钛合金叶片阻尼凸台磨损问题，为多种重点型号研制的顺利进行提供了强有力的硬件保障。
2014 Vol. 57 (22): 167-169 [
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170
涡轮盘的设计生产协同改进研究
梁伟，韦文涛，乔迈，姜雪梅
针对涡轮盘加工过程中的榫槽边缘和孔边缘加工一致性差、表面质量差问题，工艺和设计协同攻关，设计将边缘倒圆改为倒角，制造过程中采用边缘自动倒角工艺、增加了振动光饰工艺，不仅保证了边缘加工的一致性，而且提高了表面加工质量。
2014 Vol. 57 (22): 170-172 [
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173
气动钣金快速成形机的研制
耿秋颖，宋宝炜
针对电动钣金成形机制造成本高、效率低、易产生死点的问题，提出一种采用气液增力装置代替液压传动系统的气动钣金成形机设计方案。气液增力装置采用精密气压转换阀控制，实现行程平稳控制和加工成形过程平稳加载，显著提高了生产效率；配套研制的多种无齿收缩成形模具，可加工不同形状钣金件并获得更好的表面质量。该技术在钣金快速成形方面的研究处于国内领先水平，已获得3项国家专利。
2014 Vol. 57 (22): 173-176 [
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