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[摘 要]目前飞机结构件的结构都比较复杂，加工起来的难度也比较大。加工方案快速生成技术可以将生产效率大大的提高。本文主要介绍了飞机结构件的材料及特点，并对加工方案快速生成技术进行了浅要探讨分析。
[关键词]飞机结构件 材料特点 加工方案 快速生成技术
中图分类号：U674.93 文献标识码：U 文章编号：1009―914X（2013）34―0605―01
引言
随着技术的不断进步，飞机研制技术也得到了很大的发展。目前使用的飞机大部分采用的性能优越的结构，这类结构件的结构比较复杂，加工上的难度也比较大，数据程序编制的效率会影响到生产的效率，加工方案快速生成技术的使用大大的提高了生产效率。
1飞机结构件及其材料特点
1.1飞机结构件
如果想要制成飞机机体的骨架以及飞机的气动外形，飞机结构件是不可缺少的。飞机结构件的品种非常多而且形状比较复杂，所用的材料也不相同，它比一般的机械零件加工的难度会增大，对制造水平的要求也比较高。在飞机的各种产品之中，零件加工的很大部分是结构件的数控加工。以新一代的战斗机为例，在战斗机中有多于75%的数控加工件。这些数控加工件都涉及到了几个主要的零件，它们分别是框，梁，肋，壁板，接头等等，与此同时这5个零件也是飞机结构件中最典型的，它们的加工周期比较长，而且需要的数量比较多，技术的难度也比较大。
1.2材料特点
制造航空产品是缺少不了材料的，它是航空产品制造必不可少的物质基础，人们都希望航空产品达到三维技术性能，并且可靠性较高，而要达到这些都需要材料作为技术基础，飞机结构件的材料有几大特点，分别是轻质，高强以及高可靠。飞机结构件材料自然要与飞机结构件相适应，飞机结构件有几大特点比如系统庞大而且复杂使用条件不仅恶劣而且多变，可靠性比较高等等。正因为有了这些特点，构成飞机结构件材料也就有了一些相应的特点。比如这些材料的种类比较多而且规格也比较多，新一代的飞机更多考虑的是安全以及多用途这两方面，使用的材料自然也就越来越多样化，飞机结构件材料一定要具备高的比强度以及高的比刚度，从而使得结构的质量减轻，飞机的运载能力也得到了提高，机动性大大提高，配程增大，航空工业上使用的比较多的是高强度的铝合金，钛合金等。飞机结构件材料还有一个非常重要的组成部分，那就是高温合金，这对于发动机材料尤其重要。随着技术的发展，发动机的推重比不断地提高进而造成涡轮前温度升高，这就对材料的耐温程度提出了更高的要求。飞机是需要载人反复运动的，所以对于飞机结构件的品质要求是比较高的，尤其是它的可靠性以及安全性。飞机结构件材料还有一个比较突出的特点，那就是抗疲劳性能，飞机失效事件时有发生，但这些失效事件中绝大部分跟疲劳损伤有关。
2加工方案快速生成技術
2.1方案规范化定义
快速数据编程系统进行加工操作的创建，以及数据程序的生成等都是以加工方案为依据的，这其中还包含许多的内容比如零件的基本信息，制造设备以及工序等。加工方案S的结构被简称为数据模型，S是根据规则构建而成的形成了一种多叉树结构，从顶上向下数有7层结构，这7层节点分别属于不同的类型，分别是零件节点，机床节点，加工测向节点，工序节点，工步节点，程序节点以及刀具节点等。S的最大层次数就被称为方案的深度，用字母D来表示。S的构建需要遵循一定的规则，其中包括它只能有一个根节点，是零件节点，还有就是当D小于等于7时，节点类型要严格对应层级，父节点与子节点是有关系的，父节点等于子节点减1。
2.2方案快速生成
（1）初始方案生成
相似度函数的引入提高了方案检索的准确性以及效率。相似度函数是与检索关键词相关的一个多元函数，它的结果相似度可以表明零件的相似度，它是一个百分比数值。初始方案生成必须参照零件信息以及特征识别结果，对方案库进行检索，从而计算出相似度。初始加工方案一般是从库中选取相似度最大的方案，如果零件相似，那么它们的加工方案也是相似的，这一点可由相似性原理得到，由此看来初始方案就相似于零件最终的加工方案，对于工艺人员而言，他们只需要做一些修改就可以完成方案的编制了。此外，方案库的扩充将会提高初始方案的准确性，快速生成技术给方案库提供了方案管理模块加快了方案库的扩充。
（2）方案快速编制
修改以及新建方案的便捷性从方案快速编制可以体现出来，方案快速编制保证了编制的效率，主要是从操作与逻辑两方面。操作可以给工艺人员提供方案编制的方法，而逻辑保证了操作的正确性，这两者是相互配合的，从而使得失误大大地减少了，方案编制的效率也得到了很大的提高。操作可以分为两类，分别是节点操作与整体控制。节点操作提供的功能是面向节点的，比如节点的新建，插入以及编辑等，整体控制是要从宏观上规划工艺规程，比如节点的移动，合并以及对整体控制策略进行调整等等。节点的移动指的是把已经选定的节点还有它的子节点都移动到指定的位置上，并且在移动之前还要做好逻辑检查。节点的移动不仅能够调整节点的位置还能够调整工艺流程。节点的合并是指从选定节点组中选择一个节点把这个节点作为父节点，然后把选定数组中其他的节点的子节点都添加到父节点下面的子节点的后面，最后将父节点保留，将其他选定的节点删除。
（3）方案输出
目前许多工厂都用CAPP系统对产品数据进行管理，在现有的CAPP系统的基础上，可以与快速数控编程系统相融合，从而提高数据管理的水平。快速生成技术与现有的CAPP系统之间进行数据传递靠的是TXT中间文件，保证了数据传递的准确性。工艺卡品的输出主要包括三部分，分别是工艺卡片的定制，工艺卡片的自动输出以及工艺卡片的打印等，使得工艺卡片发放的速度加快。专用文件输出是快速生成技术的最后一个方面，专用文件采用的是XML文件格式进行保存，并且它是快速生成技术以及快速数控编程系统之间的纽带，与此同时它也是加工方案库的基础。
2.3方案正确性检查
加工方案是否正确会影响到数控编程的效率。所以需要进行正确性检查，以此来保证加工方案逻辑的正确性，其中主要的依据是方案各个刀具都能参与进来并把零件体积削去一部分，这项检查需要从三个方面进行，分别是加工部位，加工阶段还有刀具节点等。
结语
将加工方案进行规范化定义并构建方案库将快速数控编程系统的知识利用了起来，将加工方案生成的效率提高了，在方案库的基础上再去确立新的方案，提高了新方案的生成效率，但是在数据管理方面需要进一步的提高。
参考文献
[1] 史静，郑国磊，饶有福，初宏震.飞机结构件数控加工方案快速生成技术研究与开发[J].机械设计与制造，2011（3）.
[2] 侯小林，祝益军.蜂窝结构件的数控加工[J].航空制造技术，2009（z1）.
[关键词]飞机结构件 材料特点 加工方案 快速生成技术
中图分类号：U674.93 文献标识码：U 文章编号：1009―914X（2013）34―0605―01
引言
随着技术的不断进步，飞机研制技术也得到了很大的发展。目前使用的飞机大部分采用的性能优越的结构，这类结构件的结构比较复杂，加工上的难度也比较大，数据程序编制的效率会影响到生产的效率，加工方案快速生成技术的使用大大的提高了生产效率。
1飞机结构件及其材料特点
1.1飞机结构件
如果想要制成飞机机体的骨架以及飞机的气动外形，飞机结构件是不可缺少的。飞机结构件的品种非常多而且形状比较复杂，所用的材料也不相同，它比一般的机械零件加工的难度会增大，对制造水平的要求也比较高。在飞机的各种产品之中，零件加工的很大部分是结构件的数控加工。以新一代的战斗机为例，在战斗机中有多于75%的数控加工件。这些数控加工件都涉及到了几个主要的零件，它们分别是框，梁，肋，壁板，接头等等，与此同时这5个零件也是飞机结构件中最典型的，它们的加工周期比较长，而且需要的数量比较多，技术的难度也比较大。
1.2材料特点
制造航空产品是缺少不了材料的，它是航空产品制造必不可少的物质基础，人们都希望航空产品达到三维技术性能，并且可靠性较高，而要达到这些都需要材料作为技术基础，飞机结构件的材料有几大特点，分别是轻质，高强以及高可靠。飞机结构件材料自然要与飞机结构件相适应，飞机结构件有几大特点比如系统庞大而且复杂使用条件不仅恶劣而且多变，可靠性比较高等等。正因为有了这些特点，构成飞机结构件材料也就有了一些相应的特点。比如这些材料的种类比较多而且规格也比较多，新一代的飞机更多考虑的是安全以及多用途这两方面，使用的材料自然也就越来越多样化，飞机结构件材料一定要具备高的比强度以及高的比刚度，从而使得结构的质量减轻，飞机的运载能力也得到了提高，机动性大大提高，配程增大，航空工业上使用的比较多的是高强度的铝合金，钛合金等。飞机结构件材料还有一个非常重要的组成部分，那就是高温合金，这对于发动机材料尤其重要。随着技术的发展，发动机的推重比不断地提高进而造成涡轮前温度升高，这就对材料的耐温程度提出了更高的要求。飞机是需要载人反复运动的，所以对于飞机结构件的品质要求是比较高的，尤其是它的可靠性以及安全性。飞机结构件材料还有一个比较突出的特点，那就是抗疲劳性能，飞机失效事件时有发生，但这些失效事件中绝大部分跟疲劳损伤有关。
2加工方案快速生成技術
2.1方案规范化定义
快速数据编程系统进行加工操作的创建，以及数据程序的生成等都是以加工方案为依据的，这其中还包含许多的内容比如零件的基本信息，制造设备以及工序等。加工方案S的结构被简称为数据模型，S是根据规则构建而成的形成了一种多叉树结构，从顶上向下数有7层结构，这7层节点分别属于不同的类型，分别是零件节点，机床节点，加工测向节点，工序节点，工步节点，程序节点以及刀具节点等。S的最大层次数就被称为方案的深度，用字母D来表示。S的构建需要遵循一定的规则，其中包括它只能有一个根节点，是零件节点，还有就是当D小于等于7时，节点类型要严格对应层级，父节点与子节点是有关系的，父节点等于子节点减1。
2.2方案快速生成
（1）初始方案生成
相似度函数的引入提高了方案检索的准确性以及效率。相似度函数是与检索关键词相关的一个多元函数，它的结果相似度可以表明零件的相似度，它是一个百分比数值。初始方案生成必须参照零件信息以及特征识别结果，对方案库进行检索，从而计算出相似度。初始加工方案一般是从库中选取相似度最大的方案，如果零件相似，那么它们的加工方案也是相似的，这一点可由相似性原理得到，由此看来初始方案就相似于零件最终的加工方案，对于工艺人员而言，他们只需要做一些修改就可以完成方案的编制了。此外，方案库的扩充将会提高初始方案的准确性，快速生成技术给方案库提供了方案管理模块加快了方案库的扩充。
（2）方案快速编制
修改以及新建方案的便捷性从方案快速编制可以体现出来，方案快速编制保证了编制的效率，主要是从操作与逻辑两方面。操作可以给工艺人员提供方案编制的方法，而逻辑保证了操作的正确性，这两者是相互配合的，从而使得失误大大地减少了，方案编制的效率也得到了很大的提高。操作可以分为两类，分别是节点操作与整体控制。节点操作提供的功能是面向节点的，比如节点的新建，插入以及编辑等，整体控制是要从宏观上规划工艺规程，比如节点的移动，合并以及对整体控制策略进行调整等等。节点的移动指的是把已经选定的节点还有它的子节点都移动到指定的位置上，并且在移动之前还要做好逻辑检查。节点的移动不仅能够调整节点的位置还能够调整工艺流程。节点的合并是指从选定节点组中选择一个节点把这个节点作为父节点，然后把选定数组中其他的节点的子节点都添加到父节点下面的子节点的后面，最后将父节点保留，将其他选定的节点删除。
（3）方案输出
目前许多工厂都用CAPP系统对产品数据进行管理，在现有的CAPP系统的基础上，可以与快速数控编程系统相融合，从而提高数据管理的水平。快速生成技术与现有的CAPP系统之间进行数据传递靠的是TXT中间文件，保证了数据传递的准确性。工艺卡品的输出主要包括三部分，分别是工艺卡片的定制，工艺卡片的自动输出以及工艺卡片的打印等，使得工艺卡片发放的速度加快。专用文件输出是快速生成技术的最后一个方面，专用文件采用的是XML文件格式进行保存，并且它是快速生成技术以及快速数控编程系统之间的纽带，与此同时它也是加工方案库的基础。
2.3方案正确性检查
加工方案是否正确会影响到数控编程的效率。所以需要进行正确性检查，以此来保证加工方案逻辑的正确性，其中主要的依据是方案各个刀具都能参与进来并把零件体积削去一部分，这项检查需要从三个方面进行，分别是加工部位，加工阶段还有刀具节点等。
结语
将加工方案进行规范化定义并构建方案库将快速数控编程系统的知识利用了起来，将加工方案生成的效率提高了，在方案库的基础上再去确立新的方案，提高了新方案的生成效率，但是在数据管理方面需要进一步的提高。
参考文献
[1] 史静，郑国磊，饶有福，初宏震.飞机结构件数控加工方案快速生成技术研究与开发[J].机械设计与制造，2011（3）.
[2] 侯小林，祝益军.蜂窝结构件的数控加工[J].航空制造技术，2009（z1）.