飞机制造工艺的技术特点及其优化方向

2023-07-18 理论教育版权反馈

【摘要】：飞机制造是以一般机械制造工程为基础，广泛吸收各种先进制造技术和加工工艺的研究成果，专门针对飞机的特点发展起来的各种制造方法及其应用。飞机制造技术和一般的机械制造技术相比，其特点主要体现在以下几个方面。2009年，空中客车公司与中国航空工业集团公司西安飞机工业（集团）有限责任公司签署A320 系列飞机机翼总装项目合作协议。

飞机制造是以一般机械制造工程为基础，广泛吸收各种先进制造技术和加工工艺的研究成果，专门针对飞机的特点发展起来的各种制造方法及其应用。现代航空航天制造业是集机械、电子、光学、信息科学、材料科学、生物学、激光学、管理学等最新成就为一体的新技术的综合体，其要求远远高于一般机械制造技术。飞机制造技术和一般的机械制造技术相比，其特点主要体现在以下几个方面。

1.航空航天产品具有特殊性

从航空航天产品的特点可以看出，航空航天产品普遍存在结构复杂、工作环境恶劣、质量轻、可靠性高的特点。

从设计要求看，多采用新结构、新材料，零件的几何形状复杂，零件加工精度、表面光洁度要求高。

从生产要求上看，研制、准备周期长，工艺装备品种多、数量大，更新换代快，批量不是很大，制造工艺技术要适应多种、小批量和柔性制造的特点。

2.加工方法具有多样性和先进性

现代飞机所用的航空航天材料最大的特点是强度高、刚度高而质量轻，要求具有好的耐高温和抗低温性能及良好的耐老化和抗腐蚀能力，有足够的断裂韧性和良好的抗疲劳性能。因此，大量采用高温合金、钛合金、高强度钢、复合材料和工程陶瓷等材料。这些材料加工性能差，需要使用特殊设备以及特种加工工艺。一般机械制造的基本加工技术在飞机制造中大多数都得到了应用，但对于飞行器制造中大量使用的高强度钢、钛合金和高温合金等难切削材料的加工、微米级以上的精密加工和超精加工，是一般机械制造技术所难达到的。为此发展了各种靠模机床、多坐标联动大型数控机床和各种测量仪器及其他特种加工方法。对于整体薄壁结构、复杂形面的零件，需要采用大量的工艺装备和高精度的多坐标数控机床加工；对于轻型焊接结构件，需要采用真空电子束焊、搅拌摩擦焊及真空焊等先进焊接技术；动力装置各种小孔多，其形状、尺寸精度以及表面质量要求高，需采用激光、电子束、电火花和电解等特种加工技术；盘类零件的辐板、轴的深孔加工，由于形状复杂，需采用其他先进机械加工技术和新的工艺方法。

如图1-3所示为利用激光切割技术加工的复合材料机身壁板零件。

pagenumber_ebook=10,pagenumber_book=4

图1-3　激光切割壁板

3.生产上具有适应性和灵活性

一般来说，由于飞机结构经常修改，生产批量不大，生产方法需要有较大的机动性，既能满足小批量生产的要求，又能适应成批生产。为此，必需尽量提高设备及工装的通用化程度，这就必然会降低装配和安装工作的机械化和自动化程度，大大增加了手工劳动量，使劳动生产率下降。现代飞行器制造技术必须在生产上简化工装，发展适应多品种、小批量生产的加工技术，以降低单件成本、缩短研制和生产周期。因此，飞行器制造工艺要有高度的柔性和应变能力，并且有必要在计算机技术和数控技术基础上建立柔性制造系统，以灵活地适应生产任务和条件的变化。

4.具有严格的质量监控

飞机质量的优劣直接影响产品的使用安全和乘员的生命。一架大型客机关系到数百名乘客的生命，航天飞机中一个小零件的失灵可能会造成无可挽回的巨大损失。因此，制造过程中应该完全杜绝由于质量不高造成的事故。飞行器零件的装配工艺技术要求高，需采用精密、超精密加工和检测技术。由于飞行器对质量有较严格的要求，设计中选择的安全系数比一般机器小得多，工作条件又很严酷，加上构造复杂，要求飞行器制造具有更为严格的工艺规程和质量监控体系，确保制造质量的稳定性。现代飞行器的生产必须从设计开始到原材料入库、零部件加工、装配、产品的检验和试验、保管和运输实行全过程质量控制，才能保证飞行器使用的可靠性和安全性。

5.具有高度、广泛的生产协作

由于飞机机体内的设备、仪表、附件及很多特种材料、半成品、毛坯等不可能全部由飞机制造工厂生产，而由其他专业化企业制造，因此，需要厂际的广泛合作。随着飞机制造工业的发展，这种生产协作必然会不断扩大，国内、国际的协作也将不断加强。例如，1985年上海飞机制造厂与美国麦道公司合作组装生产MD82 客机；1992年起双方又启动了新型号MD90 的组装；2006年天津保税区、中国航空工业第一集团公司与中国航空工业第二集团公司组成的中方联合体与空中客车公司签署共同组建A320 系列飞机总装生产线的框架协议。2009年，空中客车公司与中国航空工业集团公司西安飞机工业（集团）有限责任公司签署A320 系列飞机机翼总装项目合作协议。

20世纪90年代后，随着世界政治格局的变化以及经济全球化，世界航空工业正在全球范围内形成设计、生产与市场的全球化，降低飞机全生命周期内的成本，以及提高飞机质量已成为现代飞机研制的重要指标。飞机制造业的这种广泛深入的合作，不但会使飞机制造公司获得最大的经济效益，还将进一步促进世界航空航天制造技术的发展。

飞机制造工艺的技术特点及其优化方向

相关推荐