航空先进制造技术

2024年3月28日发(作者：摄影社团)

______________________________________________________________________________________________________________

第四章 航空先进制造技术

一、 前言（5分钟）

航空制造技术对提高航空产品性能、减轻结构重量、延长使用寿命、缩短研制周期、降

低成本、提高可靠性起着关键性的作用;航空制造技术的发展，促进了航空产品的升级换代。

随着科学技术的发展，航空制造技术已集机械、电子、光学、信息、材料、生物科学和管理

学为一体，形成了一种多学科交叉、技术密集的体系，它集聚了制造业的先进技术，使航空

产品成为了工业领域皇冠上的明珠。

航空制造技术推动航空产品的更新，航空产品牵引了制造技术的发展，形成了一代航空

产品、一代制造技术的不断循环，促进了航空工业的发展。

国外F22、F35、B787、A380、大型军用运输机A400M等新一代飞机及其发动机采用

的先进制造技术代表了当前国外航空先进制造技术，其可概括为：大型金属整体结构制造技

术、大型复合材料整体结构制造技术、先进焊接技术、飞机自动化装配技术和数字化制造技

术。

二、 国外航空先进制造技术（80分钟，重点内容）

1. 大型金属整体结构制造技术

为提高飞机和发动机结构效率，金属整体结构尺寸越来越大，结构集成度越来越高，加

工与成形难度更大，成为了新一代飞机及其发动机制造的关键技术。大型金属整体结构制造

技术主要有：高效数控加工技术、精密钣金成形技术、增材制造技术。

(1)高效数控加工技术

数控加工技术在飞机和发动机金属零件加工中得到广泛应用，由于零件采用难加工材料

和结构的大型化整体化，配置先进的数控加工技术和设备十分必要。国外软件先进、配置完

善，形成了以CATIA、UG(NX)、Pro/E等为典型代表的三维CAD/CAM软件环境，开发了

精品资料

______________________________________________________________________________________________________________

以VeriCut为代表的数控加工仿真工具、ICAM为代表的后置处理软件，形成了从三维设计

模型到数控程序生成的全三维数据的数字化处理环境和商品化工具。数控加工技术趋于成

熟，设备研制生产能力强，并形成系列化产品。高速铣削新技术的研究近十年来发展迅速，

当前日本Kitamura 研制的SPARKCUT600 加工中心主轴转速达到150000rpm，代表了高

速铣削设备的最先进水平。数控加工技术发展迅速，在美国JSF项目、欧洲空客A380项

目和英国Roll Royce公司发动机项目上得到了广泛应用;在高速铣削工艺方面的典型应用

有：Remele公司采用转速40000r/min的高速切削设备对壁厚0.76mm的直升机薄壁结构

件进行了精确加工。普惠公司钛合金叶片采用主轴转速为20，000rpm的高速机床加工，生

产效率提高15%～20%。

(2)精密钣金成形技术

精密钣金成形技术广泛用于飞机和发动机金属零件制造，它与计算机技术、现代测控技

术相结合，构成了金属塑性先进成形技术。

国外金属成型领域广泛采用数字化制造技术。在工艺仿真研究方面：根据美国科学研究

院的测算，采用工艺仿真能缩短产品研发周期30%～60%，材料利用率提高25%，成本降

低5%～20%。在产品制造中：实现了工艺过程数字化控制和检测，大幅提高了产品制造精

度和生产效率。数字化应用的典型实例有，柔性多点模具蒙皮拉形工艺，采用了几何信息数

字传递方式，作为生成模具型面、拉形过程控制、检测蒙皮外形和蒙皮切边的依据，通过数

字化工装，数字化检测和切边工具，实现全过程数字化制造。精密钣金成形技术在飞机和发

动机结构制造中应用的典型技术：蠕变时效成形技术应用于空客A380飞机机翼上壁板制

造，喷丸成形技术应用于空客A380飞机机翼下壁板制造;超塑成形/扩散连接技术(SPF/DB)

应用于美国F-22飞机后机身高强钛合金隔热板、B-2飞机大型钛合金零件和英国Roll Royce

发动机大型钛合金宽弦空心风扇叶片等零件制造。

精品资料