关于先进制造技术的大作业报告

先进制造技术大作业报告

学院：机电工程学院

专业：机械制造及自动化

班级：09机自A2

姓名：王雨桐

学号：094811921

指导教师：姚国强

完成时间：2012.05.29

目录

一．第一章作业 (1)

二．第三章作业 (2)

三．第四章作业 (5)

四．先进制造技术实训报告 (9)

五．关于飞机先进制造技术的应用与发展的大作业报告 (13)

六．小结体会 (18)

七．参考文献 (18)

一．第一章作业

1-1叙述制造﹑制造系统与制造业的概念，比较广义制造与侠义制造的区别。答：制造即为人类按照市场需求，运用主观掌握的只适合技能，借助于手工或可以利用的客观物质工具，采用有效的工艺方法和必要的能源，江原材料最终转化为物质产品并投放市场的全过程；制造系统是指由制造过程及其所涉及的硬件﹑软件和人员组成的一个具有特定功能的有机整体；制造业是指将制造资源，包括物料、设备、工具、资金﹑技术、信息和人力等，通过制造过程转化为可供人类使用和消费产品的行业；狭义的制造，系指生产车间内与物流有关的加个和装配过程；而广义制造，则包括市场分析﹑产品设计﹑工艺设计﹑生产准备﹑加个装配﹑质量保证、生产过程管理、市场营销、售前售后服务、以及报废后的回收处理等整个产品生命周期内一系列相互联系的生产活动。

1-2制造业在国民经济中的地位和作用如何？

答：制造业是一个国家经济发展的支柱，在整个国民经济中一直处于十分重要的地位，是国民收入的重要来源。制造业是工业经济年代一个国家经济增长的“发动机”。制造业一方面创造价值，生产物质财富和新的知识；另一方面为国民经济各部门包括国防和科学技术的进步和发展提供各种先进的手段和设备。在工业化国有家中，越有1/4的人口从事各种形式的制造活动。纵观世界各国，如果一个国家的制造业发达，他的经济必然强大，大多数国家和地区的经济腾飞，其制造业功不可没。

1-5叙述先进制造技术提出的背景，各国和我国对先进制造技术的发展战略如何？

答：一提出背景

1社会经济发展背景近20年来，市场环境发生了九大变化，一方面表现为消费需求日趋主题化、个性化和多样画，消费行为具有选择性，产品的生命周期缩短，产品的质量和性能至关重要；另一方面全球性产业结构调整步伐加快，制造商着

眼于全球市场激烈竞争的同时，着力于实力与信誉基础上的合作与协作。制造业的核心是质量、成本和生产率。2科学技术发展背景制造业从从20世纪初开始逐步走上了科学发展的道路。制造技术已经由技艺发展为集机械、材料﹑电子及信息等多门科学交叉的科学。3可持续发展战略日益严峻的环境问题引起了国际社会的普遍关注。1987年世界环境与发展委员会提出了“可持续发展战略，”强调当代人在创造和追求世界发展和消费的时候，不能以牺牲以后几代人的利益为代价。

二世界各国的先进制造技术的发展战略

1 美国政府在20世纪90年代提出了一系列的制造业振兴计划，其中包括“先进制造技术计划”和“制造技术中心计划”。

2 日本通产省1990年提出了智能制造计划，该计划的目标为：要全面展望21世纪制造技术的发展局势，先行开发未来主导技术，同时致力于全球信息﹑制造技术的体系化﹑标准化。3欧共体各国政府与企业界共同掀起了一场旨在通过“欧共体统一市场法案”的运动，并确定了“尤里卡计划”﹑“欧洲信息技术研发战略计划”﹑和“欧洲工业基础研究”等一系列的发展计划。4韩国1991年提出了“感激先进技术国家计划”，目标是将韩国技术实力提升到世界一流的发达国家水平，并希望通过这一计划的实施，在21 世纪初加入二十国集团。

三我国的先进制造技术的发展战略

近十多年来，我国政府及有关领导对先进制造技术的开发给以了高度关注，主要战略有如下：

1提高认识，全面规划，力促先进制造技术的发展。2深化科技体制改革，推动技术创新体系的建设。3将引进和消化国内外先进制造技术与自主开发创新相结合。4大力发展先进高新制造技术及其产业。5积极培养创新性人才努力提高制造业的全员素质。

二．第三章作业

3-2.有哪几种零件成形方法？列举这些零件成形方法的工艺内容。

答：依照材料成形学观点，从物质组成方式上可把零件成形方法分为如下三种类

型：

1.受迫成形，他是利用材料的课成形性，在特定的边界和约束力的条件下的成形方法，如铸造，锻压，粉末冶金和高分子材料注射成形等工艺方法就属于这一类。

2.去除成形，是将一部分材料有序的从机体中分离出去的成形方法，如传统的车，铣，刨，磨切削加工以及电火花，激光切削等特种加工工艺方法。

3.堆积成形，运用合并连接等手段，将材料有序的合并，并堆积起来的成形方法，如快速原型制造，焊接等，这种成型方法又称添加成形。

3-5.什么是超塑性？目前金属超塑性主要有哪两种工艺手段获得？

答：超塑性是指材料在一定的内部条件和外部条件下，呈现出异常低的流变抗力、异常高的流变性能的现象。超塑性的特点有大延伸率，无缩颈，小应力，易成形。最近超塑性成形工艺将在航天、汽车、车厢制造等部门中广泛采用，所用的超塑性合金包括铝、镁、钛、碳钢、不锈钢和高温合金等。

1，精细超塑形，又称组织超塑形或恒温超塑形。

2，相变超塑形，环境超塑形。

3-6.目前在高分子材料注射成形工艺中有哪些先进技术？

答：目前在高分子材料注射成形工艺中有气体辅助成形，注射压缩成型法，磨具滑合成型法，剪切场控制趋向成型法，直接注射成型法。

3-11.在怎样的速度范围下进行加工属于高速加工？分析高速切削加工所需解决的关键技术。

答：高速加工是一个相对的概念，由于不同的加工方式、不同的工件材料有不同的高速加工范围。几种常用的材料：

铝合金为1000~7000m/min，铜为900~5000m/min，钢为500~2000m/min，灰铸铁800~3000m/min，钛为100~1000m/min。与之对应的进给速度一般为2~25m/min，

高的可达60~80m/min。

高速切削加工所需解决的关键技术，包括：

高速主轴：高速主轴单元是高速加工机床最关键的部件。

快速进给系统：实现高速切削技术不仅要求有很高的主轴转速和功率，同时要求机床的工作台有很高的进给速度。

高性能CNC控制系统：用于高速加工的CNC控制系统必须具有很高的运算速度和运算进度，以及快速响应的伺服控制，以满足高速及复杂型腔的加工要求。

先进的机床结构：为了适应粗精加工、轻重切削负荷和快速移动的要去，同时保证高精度，高速切削机床床身必须具有足够的刚度、强度和高的阻尼特性及高的热稳定性。

高速加工刀具：高速切削的一个重要的问题是刀具的磨损。

3-13分析RPM的工作原理和作业过程，列举典型的RPM工艺方法。

答：RPM技术是集CAD技术、数控技术、材料科学、机械工程、电子技术和激光技术等技术于一体的综合技术。其原理和作业过程为：

设计人员→CAD造型系统→

→CAD模型→数据文件→分层切片→RPS→产品三维实体→三维数字化仪等→

比较成熟并广泛应用的有如下几种：

1、光敏液相固化法

2、选区片层粘贴法

3、选区激光烧结法

4、熔丝沉积成形法。

3-15叙述微机械的基本特征，目前有哪些微细加工工艺方法？

答：微机械的基本特征：

1、体积小，精度高

2、性能稳定，可靠性高

3、能耗低，灵敏度和工作效率高

4、多功能和智能化

5、适用于大批量生产，制造成本低。

目前，常用的有以下的加工方法：

1、超微机械加工

2、光刻加工

3、体刻蚀加工技术

4、面刻蚀交给你个技术

5、LIGA技术

6、封接技术

7、分子装配技术。

三．第四章作业

4.1叙述制造自动化技术发展与趋势。

答：纵观新世纪的制造自动化技术发展趋势，可用六化来概括，即敏捷化、网络化、虚拟化、智能化、全球化、绿色化。

（1）敏捷化制造环境和制造过程是新世纪制造活动的必然趋势，其核心是使企业对面临市场竞争作出快速响应，利用企业内外各方面的优势，形成动态联盟，缩短产品开发周期，尽快抢占市场。

（2）通过制造环境的网络化，实现制造过程的集成，实现企业的经营管理，工业设计和制造控制等各子系统的集成；通过企业与企业间的网络化，可实现异地制造、远程协调作业。

（3）制造虚拟化的核心是计算机仿真，通过仿真来模拟真实系统，发现设计与生产中可避免的缺陷和错误，保证产品的制造过程一次成功。

（4）智能制造技术的宗旨在于扩大、延伸以及部分取代人类专家在制造过

程中的脑力劳动，以实现优化的制造过程。

（5）制造全球化包括市场的国际化，产品设计和开发的国际合作及产品制造的跨国化，制造企业在世界范围内的重组与集成，制造资源的跨地区、跨国家的协调、共享和优化利用。

（6）绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，其目的是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境影响最小、资源利用效率最高

4.7描述工业机器人的结构组成。

答：工业机器人一般由执行机构、控制系统、驱动系统以及位置检测机构等几个部分组成。

（1）执行机构是一组具有与人手脚功能相似的机械结构，又俗称操作机，通常包括如下的组成部分：

1.手部：又称抓取机构或夹持器，用于直接抓取工件或工具。若在手部安装专用工具，就构成了专用的特殊手部。

2.腕部：是连接手部和手臂的部件，用以调整手部的姿态和方位。

3.臂部：是支撑手腕与手部的部件，由动力关节和连杆组成，用以承受工件或工具负荷，改变工件或工具的空间位置，并将它们送至预定的位置。

4.机身：又称立柱，是支撑臂部的部件，用以扩大臂部活动和作业范围。

5.机座及行走机构：是支撑整个机器人的基础件，用以确定或改变机器人的位置。

（2）控制系统是机器人的大脑，控制与支配机器人按给定的程序动作，并记忆人们示教的指令信息，可再现控制所存储的示教信息。

（3）驱动系统是机器人执行作业的动力源，按照控制系统发来的控制指令驱动执行机构完成规定的作业。

（4）位置检测装置通过附设的力、位移、触觉、视觉等不同的传感器，检测机器人的运动位置和工作状态，并随时反馈给控制系统，以便执行机构以一定的精度和速度达到设定的位置。

4-11分析FMS结构组成、特点和适用范围。

答：（1）FMS的结构组成：

1、加工系统包括由两台以上的CNC机床、加工中心或柔性制造单元以及其

他加工设备所组成。

2、工件运储系统由工件装卸站、自动化仓库、自动化运输小车、机器人、

托盘缓冲站托盘交换装置所组成，能对工件和原材料进行只懂装卸、运

输和存储。

3、刀具运储系统包括中央刀库、机床刀库、刀具预调站、刀具装卸站、刀

具输送小车或机器人、换刀机械手等。

4、计算机控制系统能够实现对FMS进行计划调度、运行控制、物料管理、

系统监控和网络通信等。

（2）FMS的特点：

FMS有如下特点：1柔性高，适应多品种小批量生产；2系统内的机床在工艺能力上是相互补充或相互替代的；3可混流加工不同的零件；4系统局部调整或维修不影响整个系统的运作；5梯阶结构的计算机控制；6可进行第三班无人值守生产。

（3）FMS的适用范围：

1 .柔性制造模块（flexible manufacturing module, FMM）

2 .柔性制造单元（flexible manufacturing cell, FMC）

3 .柔性制造系统（flexible manufacturing system, FMS）

4 .柔性制造生产线（flexible manufacturing line, FML）

5 .柔性制造工厂（flexible manufacturing factory, FMF）

4-16简述FMS控制系统的体系结构。

答：FMS控制系统一般采用三层递阶控制结构，包括：系统管理与控制层、过程协调与监控层、设备控制层。

1系统管理与控制层又称单元控制层，它执行上级下达的任务，制定系统生产作业计划，实时分配作业任务给各个工作站，监控系统的执行、协

调各部门与FMS的工作与相关支援等。

2过程协调与监控层主要协调工件在系统中的流动，完成各设备间的交接、系统运行状态的监视与控制、加工程序的分配、工况和运行数据的采集、

以及上上级控制器报告等。

3设备控制层它直接控制各类加工设备和物料系统的自动工作循环，接受和执行上级系统的控制指令，并向上级系统反馈现场数据和控制信息。

先进制造技术实训报告

一、实验目的

1、了解先进制造技术的发展；

2、观看了解具体的先进制造设备；

3、了解先进制造的加工理念及方法。

二、实验方法

在老师带领下参观学校机电楼的先进数控加工设备，包括HEIDENHAIN 系统五轴加工中心、柔性制造系统、DMG数控车床、HTS 300快速成型机等。观察先进制造加工过程，听老师介绍相关先进制造知识及先进加工理念。

地点：14号楼（机电楼）。

三、实验内容

五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高专门用于加工复杂曲面的机床，这种机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业有着举足轻重的影响力。目前，五轴联动数控机床系统是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等等加工的唯一手段。

五轴联动加工中心有高效率、高精度的特点，工件一次装夹就可完成五面体的加工。若配以五轴联动的高档数控系统，还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工，更能够适应像汽车零部件、飞机结构件等现代模具的加工。立式五轴加工中心的回转轴有两种方式，一种是工作台回转轴，设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转，定义为A轴，A轴一般工作范围+30度至-120度。工作台的中间还设有一个回转台，在图示的位置上环绕Z轴回转，定义为C轴，C轴都是360度回转。这样通过A轴与C轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面之

五轴联动加工中心(7张)外，其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。A轴和

C轴最小分度值一般为0.001度，这样又可以把工件细分成任意角度，加工出倾斜面、倾斜孔等。A轴和C轴如与XYZ三直线轴实现联动，就可加工出复杂的空间曲面，当然这需要高档的数控系统、伺服系统以及软件的支持。这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单，主轴刚性非常好，制造成本比较低。但一般工作台不能设计太大，承重也较小，特别是当A轴回转大于等于90度时，工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。另一种是依靠立式主轴头的回转。主轴前端是一个回转头，能自行环绕Z轴360度，成为C轴，回转头上还有带可环绕X轴旋转的A轴，一般可达±90度以上，实现上述同样的功能。这种设置方式的优点是主轴加工非常灵活，工作台也可以设计的非常大，客机庞大的机身、巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。这种设计还有一大优点：我们在使用球面铣刀加工曲面时，当刀具中心线垂直于加工面时，由于球面铣刀的顶点线速度为零，顶点切出的工件表面质量会很差，采用主轴回转的设计，令主轴相对工件转过一个角度，使球面铣刀避开顶点切削，保证有一定的线速度，可提高表面加工质量。这种结构非常受模具高精度曲面加工的欢迎，这是工作台回转式加工中心难以做到的。为了达到回转的高精度，高档的回转轴还配置了圆光栅尺反馈，分度精度都在几秒以内，当然这类主轴的回转结构比较复杂，制造成本也较高。

HEIDENHAIN 公司介绍：

DR.JOHANNES HEIDENHAIN GmbH 约翰内斯海德汉公司总部位于德国东南部地区的Traunreut, 是德国一家有一百多年历史的专业生产光栅尺、角度编码器、旋转编码器、数显装置和数控系统的厂家。海德汉公司的产品被广泛应用于机床、自动化机器，尤其是半导体和电子制造业等领域。

柔性制造系统

柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统(Flexible Manufacturing System)，英文缩写为FMS。

FMS的工艺基础是成组技术，它按照成组的加工对象确定工艺过程，选

择相适应的数控加工设备和工件、工具等物料的储运系统，并由计算机进行控制，故能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产(即具有“柔性”)，并能及时地改变产品以满足市场需求。

FMS兼有加工制造和部分生产管理两种功能，因此能综合地提高生产效益。FMS的工艺范围正在不断扩大，可以包括毛坯制造、机械加工、装配和质量检验等。投入使用的FMS，大都用于切削加工，也有用于冲压和焊接的。

柔性制造是指在计算机支持下，能适应加工对象变化的制造系统。柔性制造系统有以下三种类型：

1、柔性制造单元柔性制造单元由一台或数台数控机床或加工中心构成的加工单元。该单元根据需要可以自动更换刀具和夹具，加工不同的工件。柔性制造单元适合加工形状复杂，加工工序简单，加工工时较长，批量小的零件。它有较大的设备柔性，但人员和加工柔性低。

2、柔性制造系统柔性制造系统是以数控机床或加工中心为基础，配以物料传送装置组成的生产系统。该系统由电子计算机实现自动控制，能在不停机的情况下，满足多品种的加工。柔性制造系统适合加工形状复杂，加工工序多，批量大的零件。其加工和物料传送柔性大，但人员柔性仍然较低。

3、柔性自动生产线柔性自动生产线是把多台可以调整的机床(多为专用机床)联结起来，配以自动运送装置组成的生产线。该生产线可以加工批量较大的不同规格零件。柔性程度低的柔性自动生产线，在性能上接近大批量生产用的自动生产线；柔性程度高的柔性自动生产线，则接近于小批量、多品种生产用的柔性制造系统。

快速成型（RP）是一种创新技术，它可以在几个小时内利用三维CAD设计的图形直接生产出复杂零件。

快速成型技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术，是为制造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术, 对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用。自该技术问世以来，已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用，并由此产生一个新兴的技术领域。

RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱

动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。但是，其基本原理都是一样的，那就是"分层制造，逐层叠加"，类似于数学上的积分过程。形象地讲，快速成形系统就像是一台"立体打印机"。

RP技术的优越性显而易见：它可以在无需准备任何模具、刀具和工装卡具的情况下，直接接受产品设计（CAD）数据，快速制造出新产品的样件、模具或模型。因此，RP技术的推广应用可以大大缩短新产品开发周期、降低开发成本、提高开发质量。由传统的"去除法"到今天的"增长法"，由有模制造到无模制造，这就是RP技术对制造业产生的革命性意义。

RP系统的基本工作原理：

RP系统可以根据零件的形状，每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面，然后再把它们逐层粘结起来，就得到了所需制造的立体的零件。当然，整个过程是在计算机的控制下，由快速成形系统自动完成的。不同公司制造的RP系统所用的成形材料不同，系统的工作原理也有所不同，但其基本原理都是一样的，那就是"分层制造、逐层叠加"。这种工艺可以形象地叫做"增长法"或"加法"。每个截面数据相当于医学上的一张CT像片；整个制造过程可以比喻为一个"积分"的过程。

关于飞机先进制造技术的应用与发展的大作业报告

随着现代科学技术的发展，航空制造业也发生了巨大的变化。航空业近百年的发展史中，先进制造技术的创新与应用正引领着该领域的科技快速发展。通过分析与调研，文章就飞机先进制造技术的应用与发展作了相关总结。

随着现代科学技术的发展，航空制造业也发生了巨大的变化。纵观航空业近百年的历史，尤其是近十几年来，在该领域不断以创新的科技和先进的制造技术引领着向前发展。为了适应现代国防建设和国民经济的发展需要，航空科技工业的主要产品也正向新型的高性能、高轻型、高可靠性、高舒适型及长寿命和低成本的方向发展和更新。因此，为了满足现代航空业发展的需求，飞机先进制造技术得到了广泛的应用和发展。本文章就飞机先进制造技术的应用与发展总结了以下几个主要方面。

一、运用先进的数控加工技术

随着计算机技术的不断发展，许多国家把该技术运用到了各个领域，尤其是西方一些发达国家，早在50年前就将数控技术应用到了飞机制造业中，基本实现了飞机加工数控化，广泛采用CAD/CAPP/CAM系统和DNC技术，达到数控加工高效率，建立了柔性生产线并发展了高速切削加工技术。

(一)实现了高效数控加工

西方发达国家在航空制造业中数控机床占的比例高达50％～80％左右，波音、麦道、空中客车等飞机制造公司都配置了大量的大型、多坐标数控铣和加工中心及与之相关的配套设备等，基本实现了数控加工的高效率化。如：波音公司在Auburn民机制造分部建立了铝、钛、钢结构件机加车间和机翼蒙皮与梁结构件机加车间，机加工设备380台，配置CNC机床约200台，数控化效率达60％左右，数控技术应用水平较高。

(二)广泛应用CNC技术

进入2l世纪，CNC技术已普遍应用在各个领域。如波音、空中客车、麦道等

公司都在生产制造线建立了CNC系统，连接分布在若干不同车间中的上百台数控设备，包括加工中心、大型铣床、数控测量机。美国大约有2万多家小型飞机零部件转包制造商，85％都使用了CNC系统。采用CNC技术具有明显的经济和技术效益，可提高20％一25％的生产效率。

(三)广泛应用先进的CAD/CAPP/CAM系统

广泛应用CAD，CAPP/CAPP/CAM自动化设计制造应用软件以及DFx等并行工程，并有足够的工艺知识数据库、切削参数数据库、各种规范化的技术资料作为使能工具。因而设计与工艺手段先进，工艺精良，NC加工程序优质，缩短了工艺准备周期，提高了设备利用率和生产效率，大大缩短了零件生产周期。

二、运用先进的复合材料构件制造技术

复合材料主要是指树脂基复合材料、先进聚合物基复合材料等，它本身具备了较高的比强度、比模量，抗疲劳、耐腐蚀、成形工艺性好及可设计性强等特点，现已成为飞机结构中与铝合金、钛合金和钢并驾齐驱的四大结构材料之一。复合材料将成为21世纪航空制造技术新材料发展的主流方向之一。随着复合材料制备技术的不断发展和完善，目前，该技术主要包括：真空袋压、真空成型和热压罐成型工艺，模压成型工艺，热压，冷压模塑成型工艺，注射模塑成型工艺，缠绕成型工艺，拉挤成型工艺，复合材料液体成型工艺等。

(一)应用热压罐制造技术

为满足飞机上扩大复合材料的应用范围和需求，飞机制造商在不断地完善复合材料层压板真空袋——热压罐制造技术。该项技术普遍地应用于复合材料构件生产，热压罐／VARTM组合成型新工艺是树脂基复合材料成型工艺的一个新发展，特别适用于平面、立体织物增强高粘度树脂基复合材料的液体注射成型，航空、航天等先进复合材料制造领域。目前，许多飞机制造厂均采用了计算机控制自动下料设备、多坐标数控自动铺层设备、激光辅助铺层定位系统、实时监控热压罐同化设备、多坐标数控加工及高压水切割设备、计算机控制无损检测设备等实现了复合材料工艺参数的优化及工艺过程的仿真，保证了复合材料构件生产质量的稳定。

(二)应用缝合/(RTM，RFI)复合材料技术

缝合织物增强复合材料是用高性能纤维缝线将多层二维纤维织物缝合在一起，经复合固化两成的纺织复合材料，它通过引入贯穿厚度方向的纤维来提高抗分层能力，增强层间强度、模量、抗剪切能力、抗冲击性能、抗疲劳能力等力学性能。采用缝合复合材料可以提高复合材料制件的力学性能，从而进一步提高复合材料结构效率，降低结构重量。缝合技术还可以将两个或多个零件(如长桁和蒙皮)的增加织物叠层缝合在一起，制成大型整体结构预制件，从而满足新型制件的要求。目前，该项技术已被广泛应用于航空、航天领域。广泛应用于F22，JSF及大型飞机A380的研制和生产中。

(三)应用胶接结构制造技术

胶接技术可用于连接不同材料、不同厚度、二层或多层结构。主要包括金属胶接结构制造技术、蜂窝夹层胶接结构技术和金属复合层板胶接技术。

金属胶接结构可以实现大面积连接而减少(或取消)紧固件，具有比强度、比刚度高、结构重量轻、劳寿命长等一系列优点，已被广泛用于飞机结构，特别是次承力结构上。至今，胶接结构已成为飞机机体的重要结构形式。

金属蜂窝夹层胶接结构是由两片薄表层材料，中间用轻质芯子隔开组合而成的结构形式。夹层结构件质轻，强度和刚度高，吸音，绝热，广泛用于航空，建筑，造船等工业。夹层结构件的外皮通常选用金属薄板，芯子为蜂窝结构件或低密度塑料，采用胶接技术制造并组装成夹层结构件。目前，金属蜂窝夹层胶接结构已被大量地应用于飞机结构，其比重能比铆接结构减轻25％左右。

金属复合层板胶接技术是利用胶接技术将各向同性的铝合金(含铝锂合金)薄板与各向异性的纤维复合材料结合起来的新型结构材料一一纤维铝合金复合层板胶接结构，基于芳纶纤维的复合层板称为ARALL结构，基于玻璃纤维的复合层板称为GLARE结构。ARALL层板的芳纶纤维抗压性能差，在循环压应力作用下容易断裂，因此，ARALL层板只能用做机翼下蒙皮，而不适合用做机身蒙皮。GLARE 层板结构不存在这个问题。如：Airbus公司研制的A380大型宽体客机(550座～660座)采用CLARE制造机身上壁板，包括整个客舱的上半部分，比采用铝合金板

减重8千公斤。这也表明该项技术未来在航空领域有着显著的发展趋势。

三、运用先进的自动化连接技术

飞机结构所承载荷通过连接部位传递，形成连接处应力集中。据统计，飞机机体疲劳失效事故的70％起因于结构连接部位，其中80％的疲劳裂纹发生于连接孔处，因此，连接质量极大地影响着飞机的寿命。现代飞机的制造中大量地采用了先进的自动化连接技术，大大提高了飞机的使用寿命和安全可靠性。

(一)应用自动化焊接技术

随着飞机、发动机对减重、提高性能的需要，先进连接技术将起着越来越重要的作用。新材料、新结构、新工艺的有机结合，使得焊接技术成为了航空制造领域的主导技术之一，它的进步与发展不仅能减轻飞机、发动机的重量，而且还为其计新构思提供技术支持，促进飞机、发动机性能的提高。焊接结构件在喷气发动机零部件总数中所占比例已超过50％，焊接的工作量已占发动机制造总工时的10％左右。在飞机结构中，焊接技术的应用几乎遍及全机，除了将点焊用于蒙皮、组合梁、框、长桁等量零件的高强铝合金构件焊接外，还广泛采用了焊接新技术，如电子束焊、穿透焊、双弧焊、高频感应组装钎焊等，焊接件达到数千件。采用由计算机控制的焊接设备和检测设备，可以改变工艺可变性控制，提高焊接速度和焊接质量，降低焊接机构的成本。

(二)应用自动化钻铆技术

随着现代飞机的安全使用寿命要求日益增长，手工铆接难以保证寿命要求，必须采用自动钻铆装配设备实现稳定的高质量的连接。发达国家如美国、俄罗斯、法国、德国等国家发展的系列化钻铆机。有中小型钻铆机、大型自动钻铆机、安装特种紧固件的钻铆机和微型自动钻铆机等。自动钻铆机与托架系统相配套，能提高效率。对尺寸较大、复杂的结构，尤其是双曲度的飞机机身和机翼壁板进行自动钻铆，配备全自动托架系统以实现工件的自动定位和调平，而对于外形较平直的中小结构的擘板大多配置手动、半自动托架系统。

(三)应用自动化装配技术

发达国家的飞机连接装配已由单台数控自动钻铆机的配置向由多台数控自动钻铆机、托架系统配置或由自动钻铆设备和带视觉系统的机器人、大型龙门机器人、专用柔性工艺装备及坐标测最机等多种设备、不同配置组成的的柔性自动装配系统发展。柔性自动钻铆、装配系统使生产效率大大提高，费用降低，废品率降低。

(四)应用机械手和机器人

采用自动机器人装配系统可实现对不开敞、难加工部位的装配。工业机械手一机器人作为柔性装配系统中一个不可分割的部分，能有效提高装配效率和装配质量，降低装配成本。目前，多数飞机制造商都普遍采用该技术，如波音、空中客车公司等。

四、运用高精密的钣金成形技术

在飞机制造业中，钣金零件是组成飞机机体的主要组成部分，约占飞机零件总量的70％左右，制造工作量约占整架飞机劳动量的15％左右，并有品种多数量少，结构复杂、外廓尺寸大、刚性小等特点，直接影响飞机整机质量和生产周期。因此，钣金件的制造成为了现代航空业成型技术的突破点，现代先进制造技术中充分运用了高精密钣金成形加工技术，该技术是将金属板料、型材、管材等半成品，利用材料的可塑性，在不产生切削的情况下制成各种薄壁零件的加工技术，常用的方法有橡皮囊液压成形、数控蒙拉、型拉、滚弯成形技术、超塑成形，扩散连接技术及冲击成形技术等。目前，这些技术已被广泛应用于飞机制造中并成为钣金成形的传统成形方法。

先进飞机钣金壁板的明显特点是蒙皮厚、筋条高、结构网格化、整体集成度大、结构刚度大和难以成形。第三代飞机和大型飞机气动外形要求严、寿命要求长，钣金件不许敲击成形，大都采用精密成形技术。精密钣金成形技术研究，大力发展成形过程的数值仿真和变形过程的预测技术；重视材料在成形后的性能研究；特别注意成形过程的精确监测、控制技术和在线检测技术的研究。这也表明该项技术未来在航空领域中有较大的发展空间。

五．小结体会

时间过的真快，转眼间，本学期的先进制造技术马上要接近尾声了。在这接近半年的时间，我学到了很多东西，不仅有学习方面的，更学到了很多做人的道理，对我来说受益非浅。

本次实训主要的收获有以下几点：掌握了几种机床的使用原理，了解了他们的内部结构，学会了他们的作用；本次实习大大增强了我们的团队合作精神，培养了我们的动手实践能力和细心严谨的作风。综上所述，这次实习给我们上了一堂很有意义的社会实践课，在很大程度上提高了我们的综合素质，使我们的理论知识能融入实践当中，让我对所学专业更有信心。

短暂的实习转眼而过，回顾实习生活，我在实习的过程中，既有收获的喜悦，也有一些遗憾。但是通过实习，加深了我对先进制造技术的基本知识的理解，丰富了我的实际运用知识，使我对先进制造技术有了深层次的感性和理性认识。认识到要想学号一门知识既要注重管理理论知识的学习，更重要的是要把实践与理论两者紧密相结合。

六．参考文献

【1】王隆太先进制造技术机械工业出版社 2003年9月

【2】丁娜仁花《中国高新技术企业》 2009第9期

【3】谷宇;飞机数字化装配定位自动控制技术研究[D];西北工业大学;2007年【4】李倩;飞机起飞调运航路规划、调度与仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2009年