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大飛機制造的國際博弈“恒力機床”步入C919空客裝備的殿堂

來源:江蘇恒力組合機床有限公司2017-08-30

今年5月5日,中共中央國務院發布賀電,熱烈祝賀我國自主研發的C919大型客機首飛成功。C919大型客機是我國首次按照國際適航標準研制的150座級干線客機,該機的首飛成功標志著我國大型客機項目取得重大突破,是我國民用航空工業發展的重要里程碑。

我國自主開發研制的第一架C919大型客機在上海中國商飛制造公司成功下線以來,江蘇恒力機床有限公司(以下簡稱恒力機床公司)為這架大飛機承制垂直尾翼安定面組合機床的消息不翼而飛?!爸袊圃臁本尤坏巧蠂a大飛機核心裝備的大雅之堂,該裝備成為我國高端智能化銑削設備的制造典范。

江蘇恒力組合機床有限公司

“國寶”鑒定

前不久,由中國機械工業聯合會與江蘇省機械工業協會聯合組成的“國產大型客機垂直尾翼精加工技術與裝備鑒定會”在北京西苑飯店鴻運大廳隆重舉行。來自我國航天航空、國防軍工以及重大裝備制造業與科研院所的專家學者組成專業鑒定委員會,對這一新型裝備進行技術與產品鑒定。專家委員會通過廣泛交流、認真評審、嚴格定性,確認這一組合銑削裝備實施多項自主創新,突破諸多尖端技術,工藝裝備先進,應用性能穩定,整機性能達國際先進水平。

C919大型客機是我國自行研制的新一代噴氣式干線客機。它的成功下線,標志著中國已經步入世界少數幾個擁有大型客機研發制造能力的國家。我國已經成為繼波音737和空客A320之后,全球70噸級大飛機制造領域的成員國。這將徹底改變中國民航客機完全依賴進口的被動局面,對推動我國航空事業與裝備制造業發展具有重大里程碑意義。

本次鑒定委員會由中國機床工具工業協會、清華大學、浙江大學、南京航空航天大學、北京機電技術研究院、北京二機床、中信重工、兵器工業總公司瑞米機械等高層科研機構與重大裝備制造業的專家學者參與。

鑒定委員會主任、中國工程院院士譚建榮主持鑒定會時提出,恒力機床公司為大飛機核心部件提供的專用組合機床,是在“十二五”與“十三五”交替,我國實施“中國制造2025”與“互聯網+”戰略目標起步階段的重大科技成果之一。要將本次鑒定會既開成一次總結交流高端技術裝備的評審會,又開成一個完善大國重器技術裝備的推進會。譚建榮指出,鑒定委員會專家既要栽花,鼓勵發展;又要挑刺,尋求改進,要努力攻克影響我國高端技術裝備的軟肋,推進國產裝備技術向中高端轉型。恒力機床公司董事長仲秋表示,國產裝備跨入大飛機制造領域的門檻難,鞏固和發展這一先進技術成果的歷程將會更艱難。恒力機床公司將保持并發揚首臺套大飛機制造的創新精神和嚴謹作風,進一步拓展機床發展空間,為國民經濟各行各業研發更多高端裝備作堅持不懈的努力。

國際博奕

挑戰大型客機研制,是我國建國近70年以來的大飛機制造夢。專家介紹,C919大型客機自2008年開始規劃建造,在歷時7年之久的研制期間,參與設計制造與配套服務的人員涉及國內22個省市,200多家企業的20多萬人次,歷經100多項高難度核心技術攻關。

飛機垂直尾翼是掌握飛機運行重心,保持機體平衡運行的核心功能部件,由于其材料性能、加工工藝與制造精度要求高,該部件的組合加工設備一直由日本、美國、德國等少數發達國家所壟斷。C919大飛機的垂直尾翼安定面加工裝備,原本采用西方發達國家的成套設備,由于國外技術封鎖,價格昂貴,上海飛機制造公司決定實施國產化制造,專業委托江蘇恒力公司自主研發。恒力機床公司為C919大飛機量身定制的飛機尾翼安定面精加工組合機床,是在大飛機整機框架坐標體系下設計與制造。該裝備在對大型鈦合金材料的異形、曲面、薄壁技術加工,對關鍵零部件的調姿、定位、夾緊工藝軟件開發等方面擁有多項核心技術。凝聚了我國裝備制造與電子控制技術領域的多學科技術。

恒力機床公司許興旺總工程師介紹,他們承擔的飛機尾翼組合機床制造單元,通過與北京航空航天大學等科研機構進行產、學、研合作,歷時兩年之久,攻克了數十項技術難關,不僅核心裝備達國際先進水平,設備總造價只有國外同類設備的十分之一。其核心層面的技術創新獲得諸多突破。

C919大型客機垂直尾翼安定面加工設備的主動力,采用臥式三坐標加工單元。在垂直進給軸結構上采用雙伺服驅動、雙光柵尺監控的設計理念,有效地提高了加工單元的運動精度與動態響應速度。

針對大飛機尾翼鈦合金材料加工切削難度大、釋放熱量高的特殊技術要求,恒力機床公司采用MQL微量油氣系統對刀具進行冷卻潤滑,不但有效避免了切削液對成型工件的污染,同時保證了高速切削狀態下的加工效率與精度要求。

大飛機垂直尾翼為特殊易變型薄壁空腔鈦合金部件,恒力機床公司采用多點浮動支撐設計,在支撐結構、鎖緊機構進行了多項高難度設計攻關,掌握了大型薄壁航空鈦合金件裝夾技術,開發研制出伺服可監控柔性夾緊裝置,有效控制夾緊力的動態變化,保證了飛機大型部件裝配過程的高夾緊可靠性。

大型空客垂直尾翼是典型的異形特大部件,實現大型部件的高可靠性定位,必須進行精確的姿態調整。本項目采用“321”六自由度智能調整裝置,通過激光跟蹤儀采集尾翼姿態原始數據,以全機身坐標為基準進行數據建模分析,導入設備數控模塊,將調姿數據與機床控制軟件進行嵌入式運用,將激光測量技術、伺服控制技術、軟件編程技術、在線檢測技術等多學科技術,通過仿真軟件進行多元化協調攻關,實現組合機床+互聯網技術的高度融合,成功研制出飛機部件與機身裝備無縫對接的多功能智能型核心技術裝備。

責任擔當

技術資料顯示,C919大飛機運用諸多國際先進技術,大規模采用第三代鋁鋰合金材料及超臨界鈦合金機翼。與國際現代同類型大飛機比較,重量減輕7%,飛行阻力減少3%,整機制造技術打破了波音、空客等國際先進技術壟斷?;谄淇涨暗膰H化制造技術,目前全球23個買家已落實570架次C919訂單,接近2014年國內空客飛機總量的1/4。據中國上飛公司預測,將來20年中國將新增2000架C919類型的大型空客,迎來萬億元的市場規模。面對如此誘人的大飛機發展前景,恒力機床公司董事長仲秋表示將進一步加大投入,廣泛實施產、學、研、用結合,進一步開發五軸聯動等智能型高檔機床,努力為航空制造業添磚加瓦。

恒力機床公司為原機械工業部組合機床及通用部件定點制造單位,建廠近60年從事機床制造約40年?,F為江蘇省高新技術制造企業,江蘇省兩化融合示范企業。主導產品組合銑床、數控鏜銑床、通用機床精密部件、數控加工單元及柔性加工生產線,廣泛應用于汽車、飛機、工程機械、農業機械、煤礦機械等國民經濟重大領域。產品已進入包括一汽、通用、福特、寶馬、奔馳汽車,進入中聯重科、三一重工、徐工集團、中國一拖、東方電氣等國內外大中型企業的數百家終端客戶。

仲秋向中國工業報記者介紹,我國“十三五”規劃建議提出的質量效益型發展與中高速增長措施,對推動中國裝備步入中高端水平具有重大戰略意義。恒力機床進入國產大飛機制造領域,僅僅是融入高端裝備制造的起步階段,他們將以此為契機,進一步鞏固和發展大飛機核心部件柔性制造技術的科研成果,按照市場需求,努力開發研制更多替代進口的高端智能型技術裝備,為加速“中國制造2025”戰略的實施,推動我國由制造大國向制造強國邁進,實現應有的責任擔當。

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