西飛C919活動翼面自動制孔生產(chǎn)線完成首架機(jī)應(yīng)用驗證

近日，由航空工業(yè)西飛首次采用C919活動翼面自動制孔生產(chǎn)線加工的C919飛機(jī)4個活動面順利交付客戶，標(biāo)志著該生產(chǎn)線正式具備產(chǎn)品加工能力，相較之前效率提升3倍，為C919飛機(jī)提速增效奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。C919活動翼面復(fù)材應(yīng)用多、尺寸大、疊層厚，產(chǎn)品加工難度大，西飛尚未有對大尺寸復(fù)合材料活動翼面自動制孔的經(jīng)驗。為此，西飛機(jī)翼裝配廠數(shù)字化團(tuán)隊成立了活動翼面自動制孔專項攻堅團(tuán)隊，對機(jī)器人制孔壓緊力、進(jìn)給速度、轉(zhuǎn)速等各項加工參數(shù)不斷進(jìn)行探索和驗證，形成定制化加工方案。攻堅團(tuán)隊解決了復(fù)合材料容易分層、劈裂以及進(jìn)給速度慢導(dǎo)致加工效率低的問題。他們積極學(xué)習(xí)前期數(shù)字化設(shè)備應(yīng)用經(jīng)驗，通過仿真分析、工藝參數(shù)試驗、工藝流程優(yōu)化、風(fēng)險分析及預(yù)防、制孔方案改進(jìn)等措施，提高驗證效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

我們來看看可以從這個新聞中分析出什么重要信息。

不斷擴(kuò)展的自動鉆鉚技術(shù)

在大飛機(jī)領(lǐng)域，有統(tǒng)計說70%的飛機(jī)機(jī)體疲勞失效事故源于結(jié)構(gòu)連接部件的疲勞失效，其中又有80%的疲勞裂紋發(fā)生于連接孔處。傳統(tǒng)的手工制孔質(zhì)量一致性差，效率低，制孔精度難以保證，鉚接連接件的質(zhì)量受鉚接方法、鉚接干涉量及鉚釘種類等多種因素的影響。因此，隨自動控制技術(shù)的發(fā)展，在飛機(jī)蒙皮等壁板上采用自動打孔和鉚接得到廣泛應(yīng)用，在批量生產(chǎn)的飛機(jī)當(dāng)中已經(jīng)很少有采用手工制孔的部位，大部分都采用了自動鉆鉚技術(shù)。

A350飛機(jī)的壁板類零件的自動鉆鉚。

有資料顯示，手工鉆鉚效率平均為15s/釘、手工鉚接鐓頭高度公差為±0.5mm，而自動鉆鉚效率最快能達(dá)到3s/釘，公差能達(dá)到±0.05mm。自動鉆鉚的設(shè)備主要有龍門式、C型架式以及機(jī)器人自動鉆鉚系統(tǒng)等，這些形式的設(shè)備各有優(yōu)勢。國外自動鉆鉚設(shè)備主要公司有美國GEMCOR、Electroimpact、德國BROETJE、意大利B&C等，而經(jīng)過幾十年發(fā)展，自動鉆鉚設(shè)備已能夠自動完成定位、制孔、送釘、鉚接及檢測功能，也在幾乎所有商用飛機(jī)的生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。

國外自動鉆鉚設(shè)備主要供應(yīng)商。

隨著國內(nèi)轉(zhuǎn)包生產(chǎn)規(guī)模的增加，ARJ21、C919 等新飛機(jī)的研制與生產(chǎn)，在國內(nèi)自動鉆鉚技術(shù)也得到越來越多的應(yīng)用。因為民用飛機(jī)的零件生產(chǎn)需要高度的程序化，對零件生產(chǎn)的一致性要求很高，而且還要保證足夠的生產(chǎn)效率，采用手工制孔和鉚接顯然已經(jīng)無法滿足商用飛機(jī)零件生產(chǎn)的需要，所以采用自動鉆鉚來實現(xiàn)高效率高質(zhì)量的生產(chǎn)。

Aritex公司用于C919的水平尾翼裝配線，其中就包括兩臺高精度自動鉆孔設(shè)備。

復(fù)合材料加工難在哪里

在C919的活動翼面上面，復(fù)合材料用量較高，而且有復(fù)材和金屬零件的機(jī)械連接，這就要求在復(fù)合材料和金屬壁板上同時打孔。而復(fù)合材料和金屬材料的性質(zhì)不同，對打孔的工藝要求也不同。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)制孔易出現(xiàn)分層和偏心，需切削速度高、進(jìn)給量小，這樣可以避免復(fù)合材料壁板的鉆孔出口后產(chǎn)生分層和毛刺。一般看來，在鉆頭轉(zhuǎn)速需求方面鈦合金