2008年初，大型飛機科技重大專項被國務(wù)院批準(zhǔn)正式立項。自主研制大飛機使飛機制造業(yè)對大重型和高檔數(shù)控機床等設(shè)備帶來那些需求？就這一問題，協(xié)會行業(yè)部宋齊嬰撰寫了文章，本報摘要刊登如下：
2008年2月，國務(wù)院原則上批準(zhǔn)大型飛機科技重大專項正式立項。溫家寶總理說：自主研制大飛機是中共中央、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爭力的大飛機。什么叫有競爭力？就是要實現(xiàn)批量生產(chǎn)，并且達到安全、經(jīng)濟、舒適這三項重要目標(biāo)，在國內(nèi)、國際市場上有競爭力。制造大飛機不容易，要突破許多關(guān)鍵技術(shù)，特別是發(fā)動機、材料和電子設(shè)備。
5月11日，中國商用飛機有限責(zé)任公司在上海正式成立，標(biāo)志著中國大型客機研制項目正式啟動。中國商用飛機公司主要從事民用飛機的設(shè)計、研制、生產(chǎn)、制造和承接飛機零部的加工生產(chǎn)等業(yè)務(wù)。
我國通過研制支線客機，在人才、技術(shù)、材料、制造、項目管理等方面積累了一定的經(jīng)驗，為下一步研制大飛機奠定了堅實的基礎(chǔ)。目前我國一些飛機制造企業(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的生產(chǎn)能力。
研制大飛機重點要加強飛機研發(fā)、關(guān)鍵部件制造及總裝、市場營銷等方面的能力，要突破飛機發(fā)動機、機載設(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關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
機床工業(yè)如何為航空工業(yè)服務(wù)，首先要了解飛機等航空零部件的結(jié)構(gòu)和工藝特點。
一、飛機零件的結(jié)構(gòu)特點
典型的飛機零件的結(jié)構(gòu)特點是薄壁結(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。為了減輕飛機重量，增加飛機的機動性和增加有效載荷和航程，進行輕量化設(shè)計，廣泛采用新型輕質(zhì)材料。為了提高零件強度和工作可靠性，主要采用整體毛坯件和整體薄壁結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在大量采用鋁合金、鈦合金、耐高溫合金、高強度鋼、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、加強筋等多，工藝剛性較差。
二、飛機制造中需要用機床加工的典型零件
飛機制造中需要用機床加工的典型零件，主要有飛機機身結(jié)構(gòu)件和發(fā)動機的關(guān)鍵零件兩部分：
1. 機身結(jié)構(gòu)件典型零件
飛機機身結(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、細長件、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 機身結(jié)構(gòu)件典型零件的結(jié)構(gòu)特點
1) 件的輪廓尺寸越來越大。如有的梁類零件的長度已達到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 加工飛機機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) 飛機機身結(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;蒙皮滾彎成形機;還有三軸滾校平機、型材拉彎機、導(dǎo)管成形機等。飛機部件裝配還需自動鉆鉚設(shè)備;
8) 為減輕飛機重量，復(fù)合材料的應(yīng)用越來越多，制作復(fù)合材料構(gòu)件需要輔帶機等等，鋪帶機在國內(nèi)是空白。
2. 飛機發(fā)動機的關(guān)鍵件與加工要求
飛機發(fā)動機的關(guān)鍵件有機匣、各類葉片和整體葉盤。
2.1 機匣加工
航空發(fā)動機匣有三類，一類是對開環(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。機匣材料是一種難加工的耐高溫的高強度鈦合金材料。機匣又是薄壁、弱剛性結(jié)構(gòu)，型面復(fù)雜，精度要求高，加工難度大。機匣是大型零件，一臺推力為15000公斤航空發(fā)動機機匣直徑為ф800mm。大飛機的大型風(fēng)扇機匣外形尺寸ф1823.5mm×546mm，最薄處壁厚3mm。所以，機匣加工需要中、大型多功能、高精度數(shù)控機床。如加工直徑為2400mm×5000mm的龍門式五軸聯(lián)動加工中心，需具備雙工位、在線測量和仿真功能，刀庫容量60把刀左右，數(shù)控系統(tǒng)具有高級編程功能，工作臺3000mm×5000mm的龍門式數(shù)控鏜<
