飞机结构件智能编程与加工/中航工业首席专家技术丛书 [Smart Nc Programming and Machining of Aircraft Structural Parts] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杜保瑞 著，中航工业科技与信息化部 编

图书标签:

• 飞机结构
• 智能编程
• 数控加工
• 航空制造
• 复合材料
• 结构件
• 中航工业
• 技术丛书
• NC编程
• 航空工程

出版社： 航空工业出版社

ISBN：9787516514047

版次：1

商品编码：12316818

包装：精装

丛书名： 中航工业首席专家技术丛书

外文名称：Smart Nc Programming and Machining of Aircraft Structural Parts

开本：16开

出版时间：2017-12-01

用纸：胶版纸

内容简介

　　《飞机结构件智能编程与加工/中航工业首席专家技术丛书》重点介绍了智能数控编程与加工方面的内容，全书共分7章，第1章从宏观上对智能编程与加工进行了简要描述；第2章详细阐述了飞机结构件数控加工工艺及规划技术，这一部分是进行结构件数控加工的工艺基础；第3、第4章分别介绍了智能编程的关键技术与智能编程系统，这一部分主要介绍了结构件智能编程的理论与技术基础以及相关系统；第5章介绍了虚拟加工仿真技术；第6、第7章重点介绍了飞机结构件智能制造的相关知识，其中第6章重点介绍了智能机床与智能加工：第7章主要介绍了智能生产线以及智能车间等相关内容。
　　《飞机结构件智能编程与加工/中航工业首席专家技术丛书》主要读者对象是以从事飞机结构件数控加工的工程师为主体，也适用于高等院校的高年级本科生及研究生，以及掌握了～定的数控编程知识的读者。

作者简介

　　杜宝瑞，研究员，毕业于北京航空航天大学，硕士，中航工业数字化制造首席技术专家，享受国务院政府津贴。国家“万人计划”科技创新领军人才，国家科技重大专项04专项总体组专家，全国机床数控系统标准化技术委员会委员，中国机电一体化协会智能工厂分会理事长。长期从事飞机数字化制造与智能制造应用技术研究，获各级科技奖励19项，其中，获国家技术发明奖二等奖1项，国家科技进步奖二等奖1项。

内页插图

目录

第1章 概述
1．1 数控编程技术发展概述
1．1．1 发展历史、现状及问题
1．1．2 发展趋势
1．2 智能制造发展现状
1．2．1 国外现状
1．2．2 国内现状
1．3 智能编程技术
1．3．1 自动特征识别技术
1．3．2 工艺决策技术
1．3．3 NC刀轨自动生成技术
1．3．4 加工操作选取与排序技术
1．4 智能加工技术
1．4．1 智能加工装备
1．4．2 智能车间技术

第2章 飞机结构件数控加工工艺及规划技术
2．1 飞机结构件
2．1．1 结构件功能
2．1．2 结构件分类
2．1．3 结构特点
2．1．4 工艺特点
2．1．5 工艺特征
2．2 结构件数控加工工艺
2．2．1 结构件制造总体工艺流程
2．2．2 壁板类结构件典型工艺

第3章 智能编程关键技术
3．1 智能编程模式
3．2 智能编程关键技术
3．2．1 自动特征识别技术
3．2．2 基于几何特性的刀具自动选取方法
3．2．3 工艺方案快速生成技术
3．2．4 工艺过程驱动的加工单元自动构造理论
3．2．5 数控程序优化排序技术

第4章 智能编程系统
4．1 智能数控编程系统设计
4．1．1 总体结构
4．1．2 运行流程
4．1．3 对象模型
4．2 系统开发
4．2．1 CATIA开发平台
4．2．2 CAA平台开发
4．2．3 智能编程系统及T具
4．3 系统应用
4．3．1 智能编程应用
4．3．2 快速编程应用

第5章 加工仿真技术
5．1 加工仿真技术的内涵
5．1．1 技术内涵
5．1．2 发展历程及国内外现状
5．1．3 发展重点
5．2 数控加工工艺仿真
5．2．1 几何仿真理论基础
5．2．2 动力学仿真理论基础
5．2．3 工程应用实例
5．3 数控加工过程仿真
5．3．1 理论基础
5．3．2 工程应用实例

第6章 智能加工技术
6．1 智能机床
6．1．1 概念与特征
6．1．2 智能化技术体系结构
6．2 智能数控系统
6．2．1 开放式数控系统软硬件技术平台
6．2．2 大数据采集、传输与存储技术平台
6．2．3 云计算／云服务平台
6．3 智能元器件
6．3．1 智能识别元件
6．3．2 智能传感器
6．4 工艺知识库
6．4．1 工艺知识的获取
6．4．2 工艺知识的建模
6．4．3 工艺智能决策
6．4．4 工艺智能决策平台
6．5 智能加工应用技术
6．5．1 恒切削功率自适应控制
6．5．2 加工振动智能抑制
6．6 智能机床案例分析
6．6．1 MikronNG-50机床
6．6．2 Mazak智能机床
6．6．3 THM6363A精密卧式加工中心

第7章 智能制造与智能加工车间
参考文献

前言/序言

　　智能制造为高端装备的快速研制提供了一条重要技术途径。智能制造是在数字化、信息化、网络化、自动化的基础上，融人人工智能技术，以赛博物理系统（CPS）为支撑，以人、机和资源的深度融合为核心，高度自动化和柔性化的制造模式。智能制造包括智能制造技术与智能制造系统。智能制造技术是以系统信息自主采集、分析与决策，制造装备精准执行，组织自学习和流程自优化为特征的智能加工与装配，以及面向智能加工与装配的设计、服务与管理等专门技术。
　　智能制造系统是指应用智能制造技术、达成全面或部分智能化的制造过程或组织，按其规模与功能可分为智能制造装备、智能生产线、智能车间、智能工厂（企业）、智能企业联盟等层级。
　　根据作者20余年在数控加工领域的研究来看，目前，飞机结构件数控加工相比于钣金、装配等专业而言，其数字化、网络化、自动化等技术应用水平程度较高，在数控加工与编程领域进行智能制造的研究与实践具有较为成熟的条件。随着时间的推移，编程技术经历了手工编程、交互式编程、自动编程以及智能编程等阶段。
　　本书结合作者工作经历，重点介绍了智能数控编程与加工方面的内容，使从事飞机结构件数控加工的相关人员对智能数控编程有一个全面了解，并提供一些实用技能。本书主要的阅读对象以从事飞机结构件数控加工的工程师为主体，也适用于大学高年级学生或研究生，即掌握了一定的数控编程知识的读者。
　　本书共分7章，第1章为从宏观上对智能编程与加工进行了简要描述；第2章详细阐述了飞机结构件数控加工工艺及规划技术，这一部分是飞机结构件数控加工的工艺基础；第3、第4章分别介绍了智能编程的关键技术与智能编程系统；第5章介绍了虚拟加工仿真技术；第6、第7章重点介绍了飞机结构件智能制造的相关知识，其中第6章重点介绍了智能机床与智能加工，第7章主要介绍了智能生产线以及智能车间等相关内容。
　　尽管我们衷心希望给读者奉献一本飞机结构件智能数控编程方面的高质量佳作，但由于作者水平有限，书中难免存在不足、疏漏甚至谬误，恳请广大读者给予批评指正。
　　杜宝瑞
　　2017年9月

《现代飞机结构件制造技术探析》 本书深入剖析了现代飞机结构件制造领域的最新进展与前沿技术，旨在为从事航空航天制造、机械工程、材料科学等相关领域的专业人士、科研人员及高等院校师生提供一本全面而详实的参考指南。 第一部分：先进制造工艺与材料应用 本部分重点关注推动飞机结构件制造能力提升的核心技术。 增材制造（3D打印）在航空结构件中的应用： 详细阐述了选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等主流金属增材制造技术在制造复杂几何形状、轻量化结构件方面的优势。讨论了常用的航空级金属粉末材料，如钛合金（Ti-6Al-4V）、铝合金（AlSi10Mg）以及镍基高温合金（Inconel 718）的性能特点、工艺参数优化及后处理技术，包括热等静压（HIP）和热处理对改善材料组织与力学性能的影响。重点分析了增材制造在减少零件数量、缩短研制周期、实现功能集成方面的潜力，并探讨了其在大型结构件、发动机部件、蜂窝结构等具体应用案例。 精密减材制造技术： 深入研究了高性能切削工艺，包括五轴联动加工、高速切削、纳米加工等在复杂曲面、精密孔槽加工中的应用。重点讨论了针对不同航空材料（如高强度铝合金、钛合金、复合材料）的切削刀具选择、切削参数优化、冷却润滑策略以及切削过程的力学和热效应分析。此外，还介绍了电解加工（ECM）、电火花加工（EDM）等非传统加工方法在制造硬质材料、深腔零件以及实现高精度表面光洁度方面的应用。 复合材料结构件的成型与连接技术： 详细介绍了碳纤维增强聚合物（CFRP）等先进复合材料在飞机结构中的应用。涵盖了预浸料铺层成型（ATL/AFP）、树脂传递模塑（RTM）、真空辅助树脂灌注（VARI）等成型工艺。重点阐述了复合材料固化过程的温度-压力控制、脱模技术以及对力学性能的影响。同时，针对复合材料的连接难题，深入探讨了机械连接（螺栓连接、铆接）和胶接等工艺，分析了其可靠性、耐久性及检测方法。 金属增材制造与减材制造的混合加工策略： 探讨了将增材制造的快速成型能力与减材制造的精密加工能力相结合的混合加工模式。分析了如何在同一台设备上实现一体化成型与精加工，以及跨工艺协同对提高加工效率、降低制造成本、优化零件性能的协同效应。 第二部分：智能制造与质量保障体系 本部分聚焦于如何通过智能化手段提升飞机结构件的制造水平和质量控制能力。 数字化设计与仿真： 强调了先进CAD/CAM/CAE集成应用的重要性。详细介绍了基于模型定义（MBD）的数字化贯穿，以及在设计阶段进行有限元分析（FEA）、计算流体动力学（CFD）仿真，预测结构件的应力分布、热行为和空气动力学性能，指导优化设计。 智能传感与过程监控： 探讨了如何在加工过程中引入各类智能传感器，实时监测加工参数（如温度、力、振动、表面粗糙度）、刀具磨损以及工件尺寸。介绍了基于机器学习和人工智能的加工状态预测与故障诊断技术，实现加工过程的自适应优化和早期预警。 智能制造执行系统（MES）与生产调度： 分析了MES在连接企业资源规划（ERP）与车间生产之间的关键作用，实现了生产计划的精细化管理、物料追溯、过程控制和数据采集。探讨了基于数据驱动的智能排程算法，优化生产流程，提高设备利用率。 先进检测与质量控制技术： 详细介绍了无损检测（NDT）技术，如超声波检测（UT）、X射线成像（RT）、涡流检测（ET）在评估结构件内部缺陷（裂纹、空洞、夹杂）方面的应用。同时，也涵盖了三维扫描、光学测量、接触式测量等几何尺寸与形位公差检测方法。重点介绍了基于机器视觉的自动化检测系统，以及人工智能在缺陷识别与分类中的应用。 数字化质量追溯与管理： 阐述了构建贯穿产品生命周期的数字化质量追溯体系的重要性，从原材料入厂到最终产品出厂，实现关键生产环节数据的全面记录和可追溯性。强调了通过大数据分析，挖掘质量关联因素，持续改进制造过程。 第三部分：未来发展趋势与挑战 本部分展望了飞机结构件智能制造的未来发展方向，并指出了当前面临的挑战。 超材料与仿生结构的应用： 探讨了利用新型超材料的设计自由度，创造出具有特殊性能（如吸波、隔热、减震）的结构件。研究了仿生学在设计轻质高强、高效能结构件方面的启示。 人机协作与自动化升级： 预测了在精密制造领域，人机协作将成为常态，机器人与人工操作员协同完成复杂任务。分析了工业机器人、协作机器人等在自动化生产线上的部署策略。 工业物联网（IIoT）与数字孪生： 阐述了 IIoT如何连接分散的设备和系统，构建智能互联的生产环境。深入探讨了数字孪生技术在模拟、预测和优化生产过程中的应用，实现虚拟与现实的同步。 绿色制造与可持续发展： 关注飞机结构件制造过程的环保性，包括减少能源消耗、降低废弃物排放、推广可回收材料的应用，以及发展环境友好的加工工艺。 网络安全与数据隐私： 强调了在高度互联的智能制造环境中，保障生产数据安全和知识产权免受侵犯的重要性，以及建立有效的网络安全防护体系的必要性。 人才培养与技能提升： 指出为了适应智能制造的发展，需要培养具备跨学科知识和操作技能的新型人才，包括懂得数据分析、人工智能应用、先进制造技术操作的复合型人才。 本书融合了理论知识、工程实践和前沿研究，力求为读者提供一个关于现代飞机结构件制造技术的宏观视角和深入理解，并为未来航空工业的可持续发展贡献智慧。

评分☆☆☆☆☆

我发现这本书的叙述方式非常讲究逻辑性和系统性。它从飞机结构件的特点入手，然后逐步深入到智能编程的原理和方法，再到具体的加工技术和应用案例。这种由浅入深、层层递进的讲解方式，让我在阅读过程中能够很好地把握每一个技术点之间的联系。我尤其对书中关于“加工仿真”和“虚拟调试”在智能编程中的作用的描述赞不绝口。在实际加工之前，通过高精度的仿真模拟，可以提前发现程序中的潜在错误，优化加工参数，甚至预测刀具的磨损情况。这就像是为飞机结构件的加工过程进行了一场“预演”，极大地降低了试切和调试的成本与风险。而且，书中还探讨了如何利用云计算和大数据技术，构建智能化的加工平台，实现资源的共享和协同优化。这种宏观的视野和微观的技术结合，让这本书不仅仅是一本技术手册，更是一部关于航空制造业智能化转型的“百科全书”。我从中看到了人工智能、大数据、云计算等前沿技术，是如何在航空制造这个高度复杂的领域落地生根，并发挥出巨大的价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常专业，但又充满了逻辑性，让我即使不是这个领域的专家，也能从中获得不少启发。它深入剖析了飞机结构件在加工过程中所面临的独特挑战，例如材料的特殊性、结构的复杂性以及对精度的极致要求。然后，它详细阐述了如何利用智能编程技术，例如“基于规则的专家系统”和“机器学习算法”，来解决这些难题。我尤其欣赏书中对“自适应刀具补偿”和“智能排屑”等细节的关注。这些看似微小的技术点，却对保证加工质量和延长刀具寿命至关重要。书中还探讨了如何将“物联网”技术应用于加工现场，实现设备数据的实时采集和分析，从而为智能编程提供更准确、更全面的输入。这种将不同领域的先进技术进行融合和应用，是推动航空制造业迈向智能化的关键。我从这本书中看到了中国在航空制造领域的技术实力和创新能力，也对未来科技的发展充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

当我拿到这本书时，首先吸引我的就是它那务实而又充满前瞻性的内容。它并没有仅仅停留在理论层面，而是大量引用了“中航工业”内部的实际案例和技术经验，这使得书中介绍的智能编程与加工技术，具有极高的落地性和参考价值。我特别关注书中关于“基于模型的产品定义（MBD）”在智能编程中的应用。这是一种将所有的设计、工艺、质量信息都集成到三维模型中的先进理念。通过MBD，智能编程软件可以直接从三维模型中提取加工所需的各种信息，极大地简化了编程流程，减少了信息传递的失误。书中还详细介绍了如何利用“机器人辅助加工”来解决一些传统机床难以实现的复杂工序，比如自动化打磨、喷涂等。这种人机结合、优势互补的思路，为提高生产效率和作业人员的安全性提供了新的解决方案。我从这本书中看到了中国航空工业在智能制造领域所取得的巨大进步，也对未来航空结构件的生产充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最深的感受是，它将“智能”这个词，真正地落到了实处。它不仅仅是在谈论一些虚无缥缈的概念，而是通过详细的技术讲解和案例分析，让我们看到了智能编程与加工是如何具体地应用于飞机结构件的生产制造中。我特别注意到书中关于“自学习刀具库”和“智能故障诊断”的章节。这意味着，加工设备能够根据实际使用情况，不断优化刀具参数，甚至在出现故障前就能发出预警，并自动进行调整。这种“主动式”的智能，是生产效率和设备可靠性的重要保障。书中还探讨了如何利用“数字孪生”技术，对整个加工过程进行实时的监控和反馈，形成一个闭环的优化系统。这种高度集成和智能化的生产模式，是未来航空制造业发展的必然趋势。这本书的价值，在于它为我们描绘了一个清晰可行的智能制造蓝图，为行业转型升级提供了坚实的理论和技术支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是我近期读到最令人振奋的科技类图书之一，虽然我不是航空领域的专业人士，但被其“智能编程与加工”这个标题所吸引。翻开扉页，就被封面那精炼而有力的设计所打动，简洁的色调和现代感十足的字体，似乎预示着这本书将是一场关于未来制造的视觉与思想盛宴。我本来以为会是那种晦涩难懂的技术手册，但读起来却意外地顺畅。它并非枯燥地罗列公式和代码，而是以一种引人入胜的方式，将复杂的航空结构件加工过程，甚至是飞机制造的那些我们鲜为人知的“幕后故事”，娓娓道来。作者似乎有着将高深技术“翻译”成易于理解语言的魔力，用一个个生动的案例，让我们这些非专业读者也能窥见智能编程在航空工业中的巨大潜力。我特别喜欢书中对“智能”这个词的解读，它不仅仅是指自动化，更是包含了一种学习、优化和自主决策的能力，这种前瞻性的视角让我对未来的生产方式充满了无限遐想。读完一部分，我甚至开始尝试去理解书中提到的一些概念，虽然很多细节我无法完全掌握，但整体的脉络和价值已深深印在我的脑海里。这本书就像打开了一扇通往高科技制造领域的大门，让我看到了一个更高效、更精准、更智能的未来。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，优秀的科技书籍，不仅要传授知识，更要启发思考。这本书在这方面做得非常出色。它在介绍智能编程与加工技术的过程中，不断抛出一些引人深思的问题，引导读者去思考技术的本质、应用的边界以及未来的发展趋势。我尤其喜欢书中关于“算法透明化”和“可解释性AI”在航空制造中的探讨。在一些关系到飞行安全的领域，仅仅依靠“黑箱”式的算法进行加工是远远不够的，我们需要理解算法是如何做出决策的，并且能够对这些决策的正确性进行验证。这种对技术伦理和安全性的关注，使得这本书的立意更加高远。书中还提到了“增材制造”（3D打印）与智能编程的结合，这种颠覆性的制造方式，为飞机结构件的设计和加工带来了前所未有的可能性。我从中看到了航空制造业的无限潜力，也对未来科技的发展充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，对于很多在航空制造领域深耕多年的工程师来说，无疑是一场及时的“技术甘露”。我接触过一些在大型国企工作的同行，他们常常抱怨现有的加工工艺迭代速度慢，尤其是在复杂曲面零件的精密加工方面，仍然存在很多瓶颈。这本书的出现，就像一剂强心针，它详细阐述了如何利用最新的智能编程技术，突破这些传统工艺的限制。我特别留意到书中关于“自适应加工”和“机器学习辅助刀具路径规划”的部分，这些概念听起来就充满了科技感。想象一下，机器不再是死板地按照预设程序运行，而是能够根据实时的加工状态，动态地调整刀具路径和切削参数，从而最大限度地保证零件的精度和表面质量，甚至预测潜在的加工风险。这不仅能大大提高生产效率，降低废品率，更能为制造出性能更卓越、安全性更高的飞机结构件奠定坚实基础。书中还提到了“数字化孪生”在加工过程中的应用，这种虚拟与现实的无缝对接，将制造的每一个环节都变得可视化、可追溯，这对于提升整个航空制造体系的智能化水平具有里程碑式的意义。这本书的价值，绝不仅仅在于提供了几个先进的技术点，更在于它描绘了一个完整的、智能化的未来制造蓝图，为行业指明了前进的方向。

评分☆☆☆☆☆

这本书为我打开了一个全新的视野。作为一个对机械加工略知一二的人，我一直认为飞机结构件的加工是一种高度依赖经验和精密的传统手艺。然而，这本书完全颠覆了我的认知。它让我看到了“智能”如何渗透到加工的每一个细节，从最初的数控程序编写，到刀具的选择、切削参数的设定，再到加工过程的实时监控和优化，每一个环节都充满了科技的智慧。我尤其对书中关于“参数化编程”和“智能化后处理”的章节印象深刻。这意味着，我们可以通过定义一系列关键参数，让编程软件自动生成高效、安全的刀具路径，甚至在出现异常情况时，能够自动进行调整和纠错。这种从“人定胜天”到“人机协作”的转变，是工业领域的一大飞跃。而且，书中并没有回避智能编程在实际应用中可能遇到的挑战，比如数据孤岛、算法的可靠性问题等，并针对这些问题提出了建设性的解决方案。这种辩证的分析，让这本书显得更加客观和真实，而不是一味地歌颂技术。我甚至觉得，这本书不仅仅是写给工程师看的，也适合任何对工业自动化和智能制造感兴趣的读者。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我起初是因为“中航工业首席专家技术丛书”这个标签而对这本书产生了浓厚的兴趣。它意味着这本书的作者和内容一定具备了极高的专业性和权威性。我本身不是做技术开发的，但对航空工业一直抱有极大的好奇心。这本书用一种相对容易理解的方式，剖析了飞机结构件智能编程与加工的方方面面。我印象最深刻的是书中对“数据驱动”在航空制造中的作用的阐述。过去，很多工艺的优化和改进，往往依赖于工程师的经验积累和大量的试错。但这本书强调了如何利用海量的加工数据，通过智能算法进行分析和挖掘，从而找到最优的加工方案。这就像给机器装上了一个“大脑”，能够不断学习和进化。而且，书中还探讨了如何将这种智能化的加工流程，与设计、仿真、质量检测等环节进行深度融合，形成一个高度协同的数字化制造生态系统。这种系统性的思考方式，让我看到了智能编程并非孤立的技术，而是整个航空制造价值链升级的关键驱动力。我特别喜欢书中引用的那些来自一线专家的见解，它们充满了实战经验的智慧，为那些希望在航空制造领域深入研究的读者提供了宝贵的参考。

评分☆☆☆☆☆

我一直对那些能够直接影响国家核心竞争力的技术领域充满敬意，而航空工业无疑是其中最重要的代表之一。这本书，以其“智能编程与加工”为核心，恰恰触及了航空制造业最前沿的领域。我特别欣赏书中对“工艺知识图谱”和“专家系统”在航空结构件智能编程中的应用的探讨。这是一种将人类专家的丰富经验和知识，通过人工智能技术进行编码和应用的方式。想象一下，一个刚刚入行的年轻工程师，通过与这样一个智能系统的互动，就能快速掌握资深的加工经验，这无疑会大大缩短人才培养的周期，提升整个行业的技能水平。书中还提到了一些关于“多轴联动加工”和“复杂曲面加工”的智能优化算法，这些技术对于制造飞机上那些形状各异、精度要求极高的结构件至关重要。这本书的价值在于，它不仅介绍了先进的技术，更深入地阐述了这些技术如何服务于航空工业的实际需求，解决实际的工程难题。它为我们展示了一个更加高效、灵活、智能的飞机制造新时代。