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机加自动化助力中航供应链制造产业升级
2020-09-29

“从操作人员启动程序到工件加工结束,设备始终自动运行,过程中的加工、测量、清洁等均不需要人工进行干预,操作人员仅需进行工件快速换型和刀库内换刀的工作。”

近日,在中航供应链旗下中航新大洲航空制造有限公司的某民用航空发动机转包生产项目中,一名操作人员以这种方式同时操作五台设备。这种高效的新型生产方式的采用,正得益于中航新大洲在闭门加工技术方面的探索。

闭门加工是中航新大洲吸纳的机加新概念,其目的是以最少的人为干预进行持续的自动化机械生产。闭门加工的实现,使得中航新大洲设备利用率提升了10%以上,在大幅提升人员效率的同时,也同步提升了产品质量的稳定性。为实现闭门加工,中航新大洲经历了艰苦的技术攻关过程,先后攻克了高精度的零件快速换型装置、高稳定性的自动在线测量技术和高可靠性的自动清洁技术三大技术难题,从而实现在科技创新中推动航空发动机传统加工方式优化升级。

高精度工件快速换型装置是闭门加工的基础。为实现航空发动机高精度转动件加工要求,中航新大洲以零点定位系统为基础,利用定位原理对零点定位器重新排布,同时调整传统零点定位系统基础板形式,在实践中探索出一套高精度、低成本、高效率的工件快速换型系统。系统实现了机内加工机外预调的快速换型模式,其重复定位精度优于0.01,平面度精度优于0.01,达到高精度航空发动机零件加工要求。

闭门加工的实现离不开对加工过程的严密监控。精确稳定的在线测量技术解决了这一棘手的问题。中航新大洲通过不断实践探索,针对在线测量系统建立了一套包含环境因素和机床特性的物理模型,结合安装在机床内传感器输出的数据对系统进行实时校正。而针对航空发动机产品小批量、多品种的特性,技术人员又利用快速换型装置快速定心的特点,建立了一套通用性强、灵活度高的校准补偿方案,实现了“试切—自动测量—自动刀具补偿—加工后自动测量”的闭环加工管理。

加工过程中产生的废屑会极大妨碍在线测量的准确性。为解决这一问题,技术人员通过调整优化工艺参数使废屑尽量呈碎片化,并与刀具供应商紧密合作,使加工中断屑更加流畅。同时,在机床主轴上安装风扇或高压气路,将碎屑轻而易举地清除。而面对成团的带状废屑,工程师根据每个工序的不同情况,使用定制工具,分别制定清洁方案,解决自动清洁问题。

在中航新大洲,越来越多的工艺采用这种设计思路,通过近年来的改造,在实现产量翻番的情况下,操作人员减少了20%,设备利用率提升了10%。未来,中航新大洲将持续探索机械加工自动化解决方案,助推航空制造产业升级,推动行业整体向自动化、数字化、智能化迈进。(陈骞郭一阳)来源:航天科技网站

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