今年2月，國(guó)務(wù)院原則上批準(zhǔn)大型飛機(jī)科技重大專(zhuān)項(xiàng)正式立項(xiàng)。溫家寶總理說(shuō)：自主研制大飛機(jī)是中共中央、國(guó)務(wù)院做出的重大戰(zhàn)略決策，這意味著中國(guó)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(guó)內(nèi)、國(guó)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(guó)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(guó)大型客機(jī)研制項(xiàng)目正式啟動(dòng)。中國(guó)商飛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)零部件的加工生產(chǎn)等業(yè)務(wù)。我國(guó)通過(guò)研制支線(xiàn)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(guó)一些飛機(jī)制造企業(yè)在為波音、空客等生產(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(xiāo)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)。
1、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)�，F(xiàn)在大量采用鋁合金、欽合金、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。
2、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：
2.1、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(lèi)零件。且以扁平件、細(xì)長(zhǎng)件、多腔件和超薄壁隔框結(jié)構(gòu)件為主，如圖1,圖2，圖3所示。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(guó)內(nèi)飛機(jī)零件，90％以上為鋁合金件，少量為不銹鋼和欽合金鋼，且整體結(jié)構(gòu)件越來(lái)越多，應(yīng)用復(fù)合材料是今后的發(fā)展方向。
2.1.1、典型零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
2.2、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵件有機(jī)匣、各類(lèi)葉片和整體葉盤(pán)。
（1）、零件的輪廓尺寸越來(lái)越大。如有的梁類(lèi)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(lái)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(lái)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。
2.1.2、加工飛機(jī)機(jī)身典型零件所需主要設(shè)備
（l）三坐標(biāo)加工中心，如大型龍門(mén)立式加工中心；
（2）五軸聯(lián)動(dòng)加工中心，如大型龍門(mén)立式加工中心，應(yīng)配備A/B擺角銑頭或A/C擺角銑頭，五軸聯(lián)動(dòng)時(shí)擺角達(dá)到±25°即可，要求主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到6000r/min左右，機(jī)床定位精度0.02mm;
（3）從發(fā)展考慮，需要大型龍門(mén)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(lèi)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。定位精度，全長(zhǎng)X≤0.04mm,Y/Z：≤0.02mm,A/B或A/C擺角≤0.004°；
（5）由于整體鋁合金件切削加工去除量大，為便于排屑，最好需要工作臺(tái)可以翻轉(zhuǎn)90°的臥式加工中心，目前，國(guó)內(nèi)尚無(wú)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，還需要各種柔性卡具；
（7）飯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)，拉伸機(jī)規(guī)格為最大拉力1000t，下工作臺(tái)外廓尺寸：4000mm×61Omm，上工作臺(tái)行程：2000m心蒙皮滾彎成形機(jī)，加工板料最大尺寸：1200OmmxlZmm，板料最小彎曲半徑12omm；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(lái)越多，制作復(fù)合材料構(gòu)件需要鋪帶機(jī)，這在國(guó)內(nèi)還是空白。等等。
2.2.1、機(jī)匣加工
航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣有三類(lèi)，一類(lèi)是對(duì)開(kāi)環(huán)形結(jié)構(gòu)，一類(lèi)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)度欽合金材料。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)匣直徑甲800mm。大飛機(jī)的大型風(fēng)扇機(jī)匣外形尺寸甲1823.5mm×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。如加工直徑為甲2000mm的數(shù)控立車(chē)和精密數(shù)控立車(chē)；工作臺(tái)尺寸為2400mm×5000mm的龍門(mén)式五軸聯(lián)動(dòng)加工中心，需具備雙工位、在線(xiàn)測(cè)量和仿真功能，刀庫(kù)容量60把刀左右，數(shù)控系統(tǒng)具有高級(jí)編程功能。機(jī)床定位精度X/Y/Z分別為8μm/8μm /5μm，高速加工時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速10000r/min以上，主軸功率15千瓦～30千瓦，帶回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，定位精度≤8"；工作臺(tái)3000mm×5000mm龍門(mén)式鍵銑床，帶回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，主軸轉(zhuǎn)速6000r/min。
2.2.2葉片加工
航空發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片材料為耐高溫的欽合金材料，需用五軸聯(lián)動(dòng)加工中心，五軸高速龍門(mén)銑等加工葉片形面。葉根樺頭的加工需用拉床和緩進(jìn)給強(qiáng)力磨床，并希望緩進(jìn)給強(qiáng)力磨床具有換砂輪功能和滾輪修砂輪裝置，還需要有在線(xiàn)測(cè)量、程序調(diào)整和自動(dòng)補(bǔ)償功能。
葉片形面用電解加工可大大提高加工效率，還需用數(shù)控六軸砂帶拋光設(shè)備拋光。希望有葉片形面檢測(cè)設(shè)備。
大型寬弦空心風(fēng)扇葉片采用寬弦、空心、帶阻尼凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，直徑小1600mm以上，風(fēng)扇葉尖速度高達(dá)457m/s，選用重量更輕的欽合金或樹(shù)脂基材料，制造這類(lèi)葉片需要I000mm×400mm×57Omm的五坐標(biāo)葉片銑床；精度0.025mm的自動(dòng)拋光機(jī)；組合封焊和擴(kuò)散連接及超塑成形設(shè)備等。
葉片有很多冷卻用的小孔，用電脈沖打孔，比用激光打孔好（激光打孔有硬化層），但現(xiàn)在，電加工打孔機(jī)床沒(méi)有打孔深淺的顯示，操作困難。希望能解決這個(gè)問(wèn)題，能顯示打孔的深淺。而耐1100℃高溫的鎳基單晶渦輪葉片具有很好的高溫強(qiáng)度和綜合性能，葉片上有許多直徑為Φ0.3mm～Φ0.4mm的冷卻氣膜孔，制作這類(lèi)葉片，需要定向／單晶熔鑄爐、陶瓷型芯焙燒爐、制芯機(jī)、磨削中心、數(shù)控緩進(jìn)給磨床以及葉片制孔的電液束流設(shè)備和小孔加工單元等裝置。
2.2.3、整體葉盤(pán)加工
整體葉盤(pán)是薄壁盤(pán)類(lèi)零件，葉盤(pán)圓周上有裝葉片的樺槽。直槽可用拉削加工和磨削加工。圓弧形樺槽可用銑削和成形磨加工，但圓弧形樺槽的檢測(cè)困難。葉環(huán)和葉盤(pán)的加工需要數(shù)控臥車(chē)、精密數(shù)控立車(chē)。要求加工機(jī)床的剛性好，定位精度高，定位精度約為2μm－3μm。整體葉盤(pán)的葉片部分，可用五軸高速加工中心加工，還可以用電火花成形加工。重型燃機(jī)葉盤(pán)直徑可達(dá)2000mm－3000mm，需要用砂輪線(xiàn)速度l00m/s以上的高速磨床加工。
總之，加工發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零件所需的主要設(shè)備有：
（l）帶A/B擺角銑頭或A/C擺角銑頭的五軸聯(lián)動(dòng)加工中心；
（2）三軸行程為1020mm×400mm×570mm的五坐標(biāo)葉片銑床；
（3）工作臺(tái)10O0mm×80Omm的整體葉盤(pán)高效加工中心；
（4）工作臺(tái)3000mm×5000mm數(shù)控龍門(mén)鏜銑床，主軸轉(zhuǎn)速6000r/min左右；
（5）Φ23O0mm的精密數(shù)控立式車(chē)削中心；
（6）Φ32O0mm數(shù)控立式車(chē)床；
（7）Φ2000mm的精密數(shù)控車(chē)床；
（8）車(chē)銑復(fù)合加工中心；
（9）工作臺(tái)1000mm×1000mm樺齒倒圓專(zhuān)用加工中心；
（l0）2000mm×l500mm×l500mm左右的激光熔覆加工機(jī)床；
（11）8O0mm×60Omm的電火花銑削加工機(jī)床；
（12）l000mm×l000mm的數(shù)控臥式車(chē)床；
（13）Φ1250mm數(shù)控立式磨床；
（14） Φl000mm×800mm的數(shù)控緩進(jìn)給磨床；
（15）Φ12O0mm×l000mm端面弧齒磨床；
（16）Φ1200mm×2000mm高速轉(zhuǎn)子葉尖磨床；
（17）7O0t電動(dòng)螺旋壓力機(jī)；
（18）板類(lèi)件無(wú)模多點(diǎn)成形壓力機(jī)；
（19）定向／單晶熔鑄爐；
（20）用于葉片制孔的電液束流設(shè)備、小孔加工單元以及真空熱處理爐等等。
要求機(jī)床具有足夠的剛性，操作簡(jiǎn)單，人機(jī)界面清楚，具備樣條插補(bǔ)（NURBS）功能，過(guò)程均勻控制，以減少對(duì)拐角處加工精度的影響，還具有在線(xiàn)測(cè)量和仿真功能。
目前，飛機(jī)制造企業(yè)所使用的機(jī)床大部分是進(jìn)口的，國(guó)產(chǎn)機(jī)床很少，而且大部分用于粗加工，主要原因是：現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)機(jī)床的精度保持性、質(zhì)量穩(wěn)定性、服務(wù)及時(shí)性等方面與航空用戶(hù)的要求還有差距，有些機(jī)床國(guó)內(nèi)還是空白。
為了改變這種狀況，國(guó)外機(jī)床制造企業(yè)在與航空制造企業(yè)合作方面有一些好的做法值得借鑒。如，國(guó)外一些機(jī)床制造企業(yè)設(shè)立了對(duì)應(yīng)航空應(yīng)用的開(kāi)發(fā)部門(mén)，該部門(mén)的職責(zé)是收集航空制造企業(yè)的需求，向產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門(mén)轉(zhuǎn)達(dá)這些需求，研究開(kāi)發(fā)用于航空零件加工的工藝和程序。機(jī)床制造企業(yè)還設(shè)置航空客戶(hù)銷(xiāo)售經(jīng)理，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)航空制造市場(chǎng)的銷(xiāo)售，加強(qiáng)與航空制造企業(yè)的聯(lián)系，反饋航空制造市場(chǎng)的需求信息。國(guó)內(nèi)機(jī)床制造企業(yè)也可借鑒國(guó)外的這種先進(jìn)做法，首先要了解航空制造企業(yè)的需求和飛機(jī)零件的制造工藝，據(jù)此制定機(jī)床設(shè)計(jì)方案，研究相適應(yīng)的工藝路線(xiàn)，提供能夠滿(mǎn)足航空企業(yè)要求的機(jī)床。大部分航空制造企業(yè)都表示，如果國(guó)產(chǎn)機(jī)床能夠滿(mǎn)足要求，還是愿意使用國(guó)產(chǎn)機(jī)床的，因?yàn)閲?guó)產(chǎn)機(jī)床的成本低。另外，購(gòu)買(mǎi)國(guó)外的高檔數(shù)控機(jī)床，國(guó)外設(shè)定了很多限制，甚至不賣(mài)給我們。
所以，發(fā)展大飛機(jī)，必須立足國(guó)內(nèi)，開(kāi)發(fā)上述急需的加工設(shè)備，才能不受制于人。我國(guó)機(jī)床工業(yè)企業(yè)應(yīng)勇挑重?fù)?dān)，為國(guó)分憂(yōu)。航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)和飛機(jī)制造企業(yè)也要為振興我國(guó)裝備制造業(yè)出力，積極應(yīng)用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，幫助改進(jìn)國(guó)產(chǎn)設(shè)備，盡早形成產(chǎn)學(xué)研用的互動(dòng)創(chuàng)新機(jī)制。
臨沂法拉第電化學(xué)有限公司是一家以經(jīng)營(yíng)金屬表面處理為主的生產(chǎn)加工型企業(yè)，公司位于山東省臨沂市，注冊(cè)資本為100萬(wàn)人民幣，主要生產(chǎn)不銹鋼電解拋光設(shè)備，不銹鋼門(mén)花設(shè)備，生產(chǎn)的不銹鋼電解拋光設(shè)備，美觀大方，操作方便，環(huán)保節(jié)能，電解液配方技術(shù)領(lǐng)先，各種有效成分比例合理科學(xué)，光亮度好，且成本低，維護(hù)簡(jiǎn)單方便，拋光后真正能達(dá)到精美的鏡面效果。既適合工業(yè)上不銹鋼工件的電解拋光，又專(zhuān)用于不銹鋼門(mén)花的電解拋光。不銹鋼電解拋光設(shè)備用戶(hù)確實(shí)得到了一個(gè)先進(jìn)的配方，生產(chǎn)出和鏡面一樣漂亮的不銹鋼產(chǎn)品，的確使自己的產(chǎn)品再提高一個(gè)檔次。
