2008年初，大型飛機(jī)科技重大專項(xiàng)被國務(wù)院批準(zhǔn)正式立項(xiàng)。自主研制大飛機(jī)使飛機(jī)制造業(yè)對(duì)大重型和高檔數(shù)控機(jī)床等設(shè)備帶來那些需求？就這一問題，協(xié)會(huì)行業(yè)部宋齊嬰撰寫了文章，本報(bào)摘要刊登如下：
2008年2月，國務(wù)院原則上批準(zhǔn)大型飛機(jī)科技重大專項(xiàng)正式立項(xiàng)。溫家寶總理說：自主研制大飛機(jī)是中共中央、國務(wù)院做出的重大戰(zhàn)略決策，這意味著中國人要用自己的雙手和智慧制造出在世界上有競(jìng)爭(zhēng)力的大飛機(jī)。什么叫有競(jìng)爭(zhēng)力？就是要實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，并且達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、舒適這三項(xiàng)重要目標(biāo)，在國內(nèi)、國際市場(chǎng)上有競(jìng)爭(zhēng)力。制造大飛機(jī)不容易，要突破許多關(guān)鍵技術(shù)，特別是發(fā)動(dòng)機(jī)、材料和電子設(shè)備。
5月11日，中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司在上海正式成立，標(biāo)志著中國大型客機(jī)研制項(xiàng)目正式啟動(dòng)。中國商用飛機(jī)公司主要從事民用飛機(jī)的設(shè)計(jì)、研制、生產(chǎn)、制造和承接飛機(jī)零部的加工生產(chǎn)等業(yè)務(wù)。
我國通過研制支線客機(jī)，在人才、技術(shù)、材料、制造、項(xiàng)目管理等方面積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，為下一步研制大飛機(jī)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前我國一些飛機(jī)制造企業(yè)在為波音、空客等公司生產(chǎn)關(guān)鍵零部件，在一定程度上具備了制造大飛機(jī)的生產(chǎn)能力。
研制大飛機(jī)重點(diǎn)要加強(qiáng)飛機(jī)研發(fā)、關(guān)鍵部件制造及總裝、市場(chǎng)營(yíng)銷等方面的能力，要突破飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)載設(shè)備、材料等關(guān)鍵核心技術(shù)。典型零部件和難加工材料的加工也是其中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
機(jī)床工業(yè)如何為航空工業(yè)服務(wù)，首先要了解飛機(jī)等航空零部件的結(jié)構(gòu)和工藝特點(diǎn)。
一、飛機(jī)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
典型的飛機(jī)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是薄壁結(jié)構(gòu)，形狀復(fù)雜，外形變斜角變化大，外形多為雙曲面，要求成形精確。為了減輕飛機(jī)重量，增加飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性和增加有效載荷和航程，進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)，廣泛采用新型輕質(zhì)材料。為了提高零件強(qiáng)度和工作可靠性，主要采用整體毛坯件和整體薄壁結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在大量采用鋁合金、鈦合金、耐高溫合金、高強(qiáng)度鋼、復(fù)合材料等。結(jié)構(gòu)復(fù)雜的薄壁件、蜂窩件不僅形狀復(fù)雜，而且孔、空穴、溝槽、加強(qiáng)筋等多，工藝剛性較差。
二、飛機(jī)制造中需要用機(jī)床加工的典型零件
飛機(jī)制造中需要用機(jī)床加工的典型零件，主要有飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)件和發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零件兩部分：
1. 機(jī)身結(jié)構(gòu)件典型零件
飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)件的典型零件有梁、筋、肋板、框、壁板、接頭、滑軌等類零件。以扁平、細(xì)長(zhǎng)件、多腔件和超薄壁隔框結(jié)構(gòu)件為主。毛坯為板材、鍛件和鋁合金擠壓型材。材料利用率僅為5％-10％左右，原材料去除量大。目前，國內(nèi)飛機(jī)零件，90％以上為鋁合金件，少量為不銹鋼和鈦合金鋼，且整體結(jié)構(gòu)件越來越多，應(yīng)用復(fù)合材料是今后的發(fā)展方向。
1.1 機(jī)身結(jié)構(gòu)件典型零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
1) 件的輪廓尺寸越來越大。如有的梁類零件的長(zhǎng)度已達(dá)到13m。
2) 零件的變斜角角度變化大，超薄壁等。最薄處尺寸只有0.76mm左右，所以，加工工藝剛性差。
3) 零件的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，很多零件采用整體結(jié)構(gòu)。
4) 零件的尺寸精度和表面質(zhì)量要求越來越高，如有些零件加工后出現(xiàn)的毛刺等缺陷，不允許用人工去除。
1.2 加工飛機(jī)機(jī)身典型零件所需主要設(shè)備
1) 三坐標(biāo)加工中心，如大型龍門立式加工中心;
2) 五軸聯(lián)動(dòng)加工中心，如大型龍門立式加工中心，應(yīng)配備A/B擺角銑頭或A/C擺角銑頭;
3) 從發(fā)展考慮，需要大型龍門式雙主軸五坐標(biāo)加工中心，工作臺(tái)尺寸5m×20m，用于加工梁類零件;
4) 加工鋁合金件需要大功率高速加工中心，功率≥40KW，主軸轉(zhuǎn)速20000r/min以上，帶兩坐標(biāo)擺角銑頭;
5) 由于整體鋁合金件切削加工去除量大，為便于排屑，需要工作臺(tái)可以翻轉(zhuǎn)90度的臥式加工中心，目前，國內(nèi)尚無這種臥式加工中心;
6) 飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)件品種多，形狀各異，且工藝剛性差，需用大量卡具。為降低成本，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，需要各種柔性卡具;
7) 鈑金成形件主要涉及蒙皮、型材、導(dǎo)管等曲面成形，要求成形精準(zhǔn)。為保證制造精度，需要大規(guī)格蒙皮拉伸機(jī);蒙皮滾彎成形機(jī);還有三軸滾校平機(jī)、型材拉彎?rùn)C(jī)、導(dǎo)管成形機(jī)等。飛機(jī)部件裝配還需自動(dòng)鉆鉚設(shè)備;
8) 為減輕飛機(jī)重量，復(fù)合材料的應(yīng)用越來越多，制作復(fù)合材料構(gòu)件需要輔帶機(jī)等等，鋪帶機(jī)在國內(nèi)是空白。
2. 飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵件與加工要求
飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵件有機(jī)匣、各類葉片和整體葉盤。
2.1 機(jī)匣加工
航空發(fā)動(dòng)機(jī)匣有三類，一類是對(duì)開環(huán)形結(jié)構(gòu)，一類是整體環(huán)形結(jié)構(gòu)，還有一種是異形殼體。機(jī)匣材料是一種難加工的耐高溫的高強(qiáng)度鈦合金材料。機(jī)匣又是薄壁、弱剛性結(jié)構(gòu)，型面復(fù)雜，精度要求高，加工難度大。機(jī)匣是大型零件，一臺(tái)推力為15000公斤航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣直徑為ф800mm。大飛機(jī)的大型風(fēng)扇機(jī)匣外形尺寸ф1823.5mm×546mm，最薄處壁厚3mm。所以，機(jī)匣加工需要中、大型多功能、高精度數(shù)控機(jī)床。如加工直徑為2400mm×5000mm的龍門式五軸聯(lián)動(dòng)加工中心，需具備雙工位、在線測(cè)量和仿真功能，刀庫容量60把刀左右，數(shù)控系統(tǒng)具有高級(jí)編程功能，工作臺(tái)3000mm×5000mm的龍門式數(shù)控鏜<
