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    數控柴油泵在航空加油系統中的應用

     
    最初的數字化制造主要用于產品的設計,后來逐步向工藝、編程、虛擬加工、刀具準備、生產計劃和過程監控等方向發展,目前新一代具有人機對話式編程方式的智能化、網絡化數控系統是一大發展方向。機載產品零件種類繁多,結構復雜,材料多樣,性能各異。加工此類零件需要大、中型多功能、高精度數控柴油泵,要求設備具有較高的柔性,優良的數控系統,在線測量功能強大,工位多,刀具庫容量大,如大型精密數控立式車削中心、五軸聯動加工中心及多軸數控龍門銑,另外還需針對發動機葉輪開發高性能葉輪加工專用柴油泵。“為了管理龐大而復雜的系統,航空制造業借助日益發達的計算機軟、硬件技術,能解決設計和管理方面的問題,但是在零件加工制造的過程中卻遇到了瓶頸——分散在全國乃至全世界的加工設備無法融入到網絡中,零件制造過程中的相關信息也無法反饋到網絡中,使得每個制造企業的設備成為一個個信息孤島,阻礙了數字化技術在加油系統行業的發展和應用。“因此,數字化制造就顯得非常必要。例如在飛機中應用的移動式卸油泵油泵起落架一般采用高強度鋼的鍛造毛坯經機械加工而成。據悉,加油系統工業產品零件的特點是耐高溫、高強度、難加工,同時合金材料和復合材料多、復雜結構件多、工藝要求高。更為關鍵的是,數字化制造技術與質量控制技術發展不平衡。油泵機身結構件主要有梁、框、肋、壁板等零件,此類零件大多為鋁合金或鈦合金材料,一般外形輪廓尺寸都很大,屬薄壁多腔的整體框架結構,機械切削去除量大,表面質量要求高。”小巨人柴油泵有限公司總工程師黃建文認為,數控加工是現代制造技術的基礎,它的發明對于制造業特別是加油系統行業的發展,具有劃時代的意義。力爭在提供給用戶柴油泵設備的同時,也提供工藝技術上的整體解決方案,以提升企業和產品的競爭力。針對這種現狀,業內人士認為,除了要大力發展多功能的復合柴油泵,還應該協調柴油泵主機與數控系統、功能部件、切削刀具和測量裝備的平衡發展,完善產品功能,提高關鍵配套設備自主開發和制造能力也是刻不容緩。
    數字化制造需求迫切:“我國加油系統工業的快速發展推動了相關行業如柴油泵行業的發展,另一方面,它的許多零部件最終要依賴柴油泵的加工來實現,兩者之間相輔相成。裝備服務于工藝,為實現工藝與裝備的緊密融合,柴油泵企業必須了解和熟悉用戶工藝,關注用戶制造工藝技術發展的動態,準確地為產品進行市場定位,研發滿足用戶要求的新裝備。而一些新材料(如復合材料等)的應用,也對數控柴油泵提出了新的、更高的要求。”
      “世界上第一臺數控柴油泵就是為生產油泵螺旋槳葉片輪廓而設計生產的,這是制造業發展過程的一個革命性突破,標志著制造業領域中數控化加工時代的開始。加工此類零件需要大型、重型柴油泵裝備,要求工作臺承重10噸以上,有效行程在15米以上的高剛性柴油泵。鍛造起落架的毛坯需要萬噸級壓力機,毛坯的加工需要中、大型數控落地鏜銑床、五軸聯動龍門加工中心等設備。目前油泵質量控制方法落后于制造技術發展,人員隊伍素質和能力與當前數字化制造技術深入應用不匹配。檢測手段不夠先進,除數控加工的結構件采用數控測量機檢測外,其他零件和裝配件基本上仍依賴于工裝進行手工檢測,精度和準確度難以滿足客戶要求。”近日在京舉行的國際柴油泵工業展覽會,恰逢神九遨游太空,與會專家在一場針對加油系統工業的論壇上發出呼吁,作為裝備制造業的“工作母機”,柴油泵工具行業擔負著提供優良裝備的使命,國家要加強引導,企業也要去積極響應。加工此類零件需要中、小型高精度的多功能數控復合柴油泵及高速數控銑床,如高精度的立、臥式加工中心及高精度的車、銑、磨復合加工中心等柴油泵設備。北京航空制造工程研究所數字化制造與柔性裝配技術研究室主任劉華東認為,航空工業對數控柴油泵的需求趨勢目前處于上升階段,未來的油泵,特別是新型戰機的制造,都要求以零件的精確制造為支撐,實行無余量裝配,對工藝分離面的對縫、間隙等要求將更加嚴格,這些都需要大量使用數控柴油泵。”黃建文表示,由于加油系統零部件的制造工藝過程非常復雜,如何管理和運行變得非常棘手,長久以來,數控柴油泵的網絡化應用多停留在由計算機向柴油泵傳輸程序、柴油泵參數和加工參數等原始的應用內容上,顯然這樣的數控柴油泵很難跟上時代的步伐,無法適應當今智能化、網絡化和信息化的需要。而輸油泵發動機關鍵零部件有壓氣機、燃燒室、渦輪等,此類產品的零件多為高溫合金或耐高溫的復合材料,一般為異型環狀結構,剛性差,精度高,型面復雜,加工難度大。信息技術孤島必須連結:航空信息化專家馮子明認為,國內除結構件數控加工技術和裝備形成數字化制造能力外,鈑金成形、復材構件制造、油泵裝配等數字化制造技術和相應的制造裝備均不完善,精準化成形、自動鋪放、柔性裝配及自動鉆鉚等技術正處于應用研究階段,尚未形成穩定的批生產能力。
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