科创中国

航空结构件的连接装配水平是衡量世界各国航空制造能力的重要标志之一。复合材料结构件与金属承力结构件将在航空制造领域长期共存，而其连接区域的高质量加工是保证航空飞行器使用性能的关键。然而，航空复合材料与金属结构件之间连接区域的加工，面临着诸多与单一材料或同质材料完全不同的难题。本成果针对航空复合材料与金属承力构件连接区域一体化高质量加工的迫切需求，综合采用科学试验、仿真模拟等研究方法，在技术创新及基础理论研究方面均实现了重要突破，攻克多项关键技术难题，主要创新如下：

1. 揭示了异质构件连接区域加工损伤机理和关键因素影响规律，提出了采用亚表面损伤分布评价加工质量的方法，实现了异质构件连接区域加工损伤的定量评价。相关技术获得授权发明专利 6 项，实用新型专利 3 项。

2. 揭示了异质材料界面的切削温度及应力畸变是导致硬质合金刀具磨/破损产生的关键，提出了面向航空异质构件连接区域加工的高效长寿命刀具设计、加工及修磨技术，研制了钻、铰、锪、钻-锪和铰-锪等 30 余种制孔刀具，显著提高了刀具使用寿命。相关技术获得授权发明专利 11 项，实用新型专利 1 项。

3. 建立了加工几何精度与材料种类、切削方法之间的映射关系，提出了基于螺旋铣削补偿方法的制孔关键技术，实现了异质材料的高精度一体化加工。相关技术获得授权发明专利 7 项，实用新型专利 2 项。