数控加工航天器外壳的意义
航天器外壳的数控加工
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本文的研究在实际应用中具有以下意义：
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航天器外壳部件是航天器的核心结构部件之一。 它们主要是直径小于1300mm，高度小于1700mm的锥柱壳。 所用材料主要为锻造和铸造铝合金，起连接和支撑作用。 根据航天器各功能元件在空间中的位置关系，可以协调运动。 由于不同类型的航天器承担着不同的任务，它们携带的功能部件也不同，从而产生了各种类型的航天器外壳部件。 如图1-1所示，典型的航天器外壳部件有XNUMX种。 .
“十三五”期间，随着航天任务的快速增加，对航天器外壳部件的需求急剧增加。
添加。 航天器外壳件与一般机械产品相比，具有批量小、品种多、周期短、产品更新换代快等特点。 在生产过程中，任务分配不均、制造资源周期性短缺等问题不断出现。 传统 公司低灵活性、规模化的生产模式已经无法满足当前多模式、高密度同步开发的发展需求。
如今，随着航空航天制造业的快速发展，航天器外壳零部件的制造车间已经达到一定的数字化水平。 随着数控加工中心、自动导引AGV等硬件设施、数控存储系统、数字化制造执行系统、车间数据采集系统等管理分析软件的使用，基于“数字化外壳生产线”结构的应用越来越多。完善，零件的加工效率逐渐提高，加工质量也得到了更好的保证。 然而，航天器外壳零件的机加工工艺设计过程仍采用传统方法，完全依靠工匠的人工设计，限制了制造水平的提高。 经过分析，传统的加工工艺。
该设计方法主要有以下两个缺点：
- (1)技术要求高。 加工工艺路线规划需要考虑产品的各种属性。 与其他机械产品相比，航天器外壳零件的制造要求更为复杂，需要技术人员具备专业的知识储备，熟悉车间的制造资源。 此外，周期短、更换快的特点也要求工艺人员快速设计出有效的工艺路线。
- (2)工艺设计效率低，成本高。 在设计工艺路线时，工艺人员需要阅读大量的生产指南、图纸和工艺手册，以获得零件所包含的工艺知识。 任务繁琐，重复性任务多。 尤其是航天器壳体部件结构复杂、特征数量多，迫切需要相关技术支持过程知识的快速检索。
通过对传统设计方法存在的问题进行分析，发现制约航天器壳体零件加工过程高效、高质量设计的根本原因是：
- (1)历史过程数据没有得到有效利用。 在零件设计和制造过程中，会产生大量的工艺数据，而这些历史工艺数据大部分都没有得到有效的存储和使用，主要体现在：没有标准化的存储，难以实现供工艺人员在设计过程中检索相关知识以供参考； 缺乏合适的工艺知识挖掘方法，导致无法有效利用历史工艺数据来指导加工方法的快速决策。
- (2)工艺路线规划智能化程度低。 目前的CAPP技术还处于发展完善阶段，工艺路线仍主要由工艺人员根据工艺知识进行规划。 航天器外壳部件具有功能集成度高的特点。 虽然部件的功能和结构多种多样，但部件的特征却有很大的相似之处。
它们主要由10多种典型的贝壳形、内形、窗形和网格组成。 加工特征和一些不常见的非典型加工特征。 同时，由于零件典型特征的材料、精度等加工要求的相似性，不同零件特征的加工方法可以借鉴。
因此，可以根据加工特征链接加工工艺知识，挖掘历史工艺数据中的加工方法并推送给工艺人员，从而提高工艺人员的检索效率，使工艺人员能够快速有效地指导设计工作。
此外，在加工工艺设计过程中，工艺人员不仅要考虑工艺路线的可行性，还要尽量降低加工成本。 但航天器外壳部件特征数量多，数字化车间设备加工范围广，能力强。
技术人员需要在工艺规则的约束下为加工特征选择合适的加工方法和制造资源，并将它们分组到工艺步骤中。 对工艺步骤进行合理排序，从而将其组织成经济实用的工艺路线。 显然，与一般机械零件相比，航天器外壳零件的工艺路线规划任务难度更大，对工艺人员的能力要求更高。
因此，通过对基于智能算法的工艺路线规划技术的研究，可以提高工艺路线规划的速度，减轻工艺人员的计算负担。
因此，为适应航天器外壳零部件“多品种、小批量”的生产模式，改进工艺
历史数据的利用和工艺路线规划的智能化水平。 本文将以典型航天器壳体零件的加工工艺设计为研究背景，分析设计过程中的加工工艺知识及知识之间的内在关系。
指导加工过程知识网络的建模。 在此基础上，引入粗糙集理论，在工艺历史数据中挖掘潜在的工艺决策规则，根据决策规则快速获取加工特征的加工方法，供工艺人员参考。 最后，研究工艺规则约束下的工艺路线规划方法，以提高工艺路线规划的智能化水平。 根据工程实践，由于非典型部件和非典型特征较少，复用性不高。
本文基于航天器典型壳体零件的加工工艺设计，重新组织加工工艺知识的内在关系，建立了组织形式清晰的工艺知识网络模型，为工艺知识的检索和复用提供了便利； 研究过程 决策规则挖掘方法可以充分利用经验知识指导加工方法的决策； 研究基于特定免疫算法的工艺路线规划方法，提高工艺设计的智能化水平； 并应用上述理论方法和技术研究与实践 开发典型航天器零部件制造特征提取工具、工艺决策规则挖掘提取工具、工艺路线智能规划工具，提高工艺设计效率和智能化水平典型的航天器外壳部件。
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