飛機起落架精密(mì)加工解決全案:航(háng)空零部件性能與安全齊飛(fēi),共創航空工業新篇(piān)章!
02-01-2024
  飛機起落架精密加工解決全案:航空零部件性能與安全齊飛,共創航空工業新篇章!
  隨著科技(jì)的飛速(sù)發展,航(háng)空工業也迎來了前(qián)所未有的(de)機遇(yù)與挑(tiāo)戰。其中,飛機起落架(jià)作為飛機安(ān)全起降的(de)關鍵部件,其精密加工(gōng)技術的提升(shēng)對於提高航(háng)空(kōng)零部(bù)件性能與安全具有(yǒu)至(zhì)關重要的作用。本文將重點探討(tǎo)飛機起落架精密加工解決全(quán)案,以期為航空工業的發展提供有(yǒu)益的參考(kǎo)。
  一、飛機起落架精密加工的重(chóng)要性
  飛機起落架是飛機起降過程中的重要支撐部件(jiàn),其性能(néng)與安全直接關(guān)係(xì)到飛機的正常運營與乘客的生命安全。在飛機起落架的製造過程中,精密加工技術的(de)運用對(duì)於提高起(qǐ)落架的性能與安全性具有決定性的作用。通過精密加工,可以有效降低起落架的重量(liàng),提高其強度、韌性和耐(nài)腐蝕性等性能(néng),從而確保飛機起降的安全與平穩。
  二、飛機(jī)起落架精密加工解決全案的實施
  為了實現航空零部件性能與安全的齊飛,我們需要從多個方麵入手(shǒu),打造一套(tào)完(wán)整的飛機起落架精密加工解決全案。
  精密鑄造(zào)技術
  精密鑄造(zào)技術是(shì)製造飛機(jī)起落架的關鍵技(jì)術之一。通過(guò)精密鑄造,可以(yǐ)將(jiāng)起落架的複雜結構完整地呈現出來(lái),避免了傳統(tǒng)加工方法的(de)局限性和誤差。同時,精密鑄(zhù)造技術還可以有效提高起落架的韌性和耐腐蝕性,為飛機的安(ān)全(quán)起(qǐ)降提供有力保障。
  表麵(miàn)強化(huà)技術
  表(biǎo)麵強化技術是提高飛機起落架性能的重要手(shǒu)段。通過表麵強化處理,可以顯著提高起落架的耐磨性、耐腐蝕性和抗疲勞性能(néng),從而延長起落架的使用壽命(mìng)。目前常(cháng)用的(de)表麵強化技術包括噴丸強化、激(jī)光強化(huà)和離(lí)子注入等。
  數字化加工技(jì)術
  數(shù)字化加工技術(shù)是現代製造行業(yè)的重要發展(zhǎn)方向。通過(guò)引入數(shù)字化加工技(jì)術,可以實現飛(fēi)機起落架的精確製造和快速原型製造,提高生產效率和產品質量。數字化(huà)加工技術還可以為起落架的設計和優化提供強有力的支(zhī)持,為航空工業的創新發展注入新的活力。
  三、結論與展望
  隨著(zhe)航空工業的不斷發展,飛機起落架精密加工解決全案(àn)的應用將越來越廣泛。通過精密鑄造、表麵強化和數字化加工等技術的應用,我們可(kě)以有效提高飛機起落架(jià)的性能與安全性,為航空工業的發展做出(chū)重要貢獻。未(wèi)來,隨著新材料、新工藝(yì)和新技術的不斷(duàn)湧(yǒng)現(xiàn),飛機起落架精密加工將迎來更加廣闊的發展空間。我們相信,在(zài)全體航空工業從業(yè)者的共同努力(lì)下,航(háng)空工業必將迎來更加輝煌的明天!
  「飛機起落架(jià)」精密加工解決全(quán)案,實(shí)現(xiàn)航空零部件性能與安全齊飛
  安(ān)全起航,精準降落!跨越千裏的飛行之旅,細看精密加工技術對起落架係統高效運(yùn)行和飛機(jī)整體安全的精密使命!
  ——PME觀點
  飛機起(qǐ)落架(jià)
  每一(yī)個零(líng)部(bù)件(jiàn)的(de)精雕細琢
  小小的起落架
  承載著生(shēng)命必須承受之重(chóng)!
  起落架與機體、發動機、航電係統共同(tóng)構成現代飛機的四大主要係統。起(qǐ)落架又被(bèi)稱(chēng)為“生命的落腳點”或“飛機的腿腳”,它在飛機起飛、著陸、地(dì)麵滑行和停放過程中(zhōng)起著至關重要的承力作用。
  起落架分為主起落架和前起落架,重量約(yuē)占飛(fēi)機(jī)總重量的3.5%-5.0%,占飛機(jī)結構(gòu)重量約10%-15%。起落(luò)架的製(zhì)造工序複雜且專業性強,是飛機機載係統中結構最複雜的構件之一,涉及到上千種零件,且對每一個(gè)零件的精度和(hé)一致性有著嚴苛的標準。
  例(lì)如,起落架關鍵零部件(jiàn)包括主支柱、扭矩連杆、深孔加(jiā)工的前/主起(qǐ)活塞杆、外筒和輪軸等。其中,主支柱需要在著陸時承受飛(fēi)機的重量,需要一定的高精度和強度;扭矩連杆(gǎn)則用於防止起落架旋轉而提供必(bì)要的靈活性。
  航空領域的隱形英雄
  飛機起落架的精密使命!
  這些零部件多由難切削加工的超高強度鋼和鈦合金等先進材料製成,具有(yǒu)熱性差、塑性小、化學(xué)活性高等特點,而且機械加工量大、材料利用率低(dī),同時還要(yào)滿足高強度、高韌性、耐腐(fǔ)蝕、抗疲勞等要求。
  因此,起落架的技術水平和零部件可靠性對於飛機整體的性能和使用至(zhì)關重要。為了加工這些精(jīng)密零件,確保飛機的安全運行,相關產商有時(shí)需(xū)要根據飛機的使用環境和特殊要求進(jìn)行定製化設計,以滿足不同飛機(jī)的需求。近(jìn)年來(lái),隨著(zhe)民用航空飛機持續上漲(zhǎng)的應用需(xū)求,相應的航空精密零部件(jiàn)製造(zào)企業也得到了快速發展。
  值(zhí)得一提的是,中航飛機起落架(jià)有限(xiàn)責任公司在(zài)航空領域取得了顯著成就,特別是在國產大型客機C919項目中,公司負(fù)責提供關鍵的(de)主起落架模型,這標誌著公司在高端民機起落架製造領域的進(jìn)一步突破,緊隨其在新型渦扇支線飛機ARJ21項(xiàng)目起落架批量交付後的又一重要(yào)裏程碑。此外,中航(航空工業起落架)還成功自研並集成交(jiāo)付了AG600大型滅火/水上救援兩棲飛機的起落架(jià)係統,為我國航空工業(yè)和飛機起落架設計與製造領域做出(chū)了重要貢獻。
  關鍵性技術突破
  主起落架關鍵鍛件全部實現國產化!
  2023年5月(yuè)28日,國產大型(xíng)客機C919成(chéng)功完成首次商業(yè)飛行,這標(biāo)誌著我國在高端製造業上(shàng)取得了重要進展(zhǎn)。這款飛機的百餘零部件都(dōu)由國(guó)內生產製造,國產(chǎn)化率約為50%-60%。
  並且C919已實現主起落(luò)架關鍵鍛件的全部國產化,主起落架外形輪廓(kuò)、尺寸(cùn)、重量數據等技術指(zhǐ)標均符合中國民(mín)航局適航規章要求。然而,在(zài)航空製造市場迅速發展的背景下,我們仍需進一步提升航空零部件技術水平。
  飛機起落架是承受巨大力學負(fù)荷的關鍵組件,其精密加工技術對於確(què)保整機性能和安全至關(guān)重要。隨著科技的進步,新材料和新(xīn)工(gōng)藝(yì)的廣泛應用在提升起落架的(de)性能和可(kě)靠性方麵起到了顯著作(zuò)用。
  通過采用先進的製造技術和材料科學(xué)成果,起落架的設計和生產不斷優化(huà),能夠滿足日益嚴苛的(de)航空標準和運(yùn)營(yíng)要(yào)求。
  飛(fēi)機起落架關鍵零部件(jiàn)
  精密加工技術解(jiě)決方(fāng)案
  精密磨削技術解決方案
  在航空(kōng)航天製造領域,製造技術正朝著高(gāo)性能、精密化和數字化等方向發(fā)展。以大(dà)型客機的飛機起落架為例,其製(zhì)造周期(qī)通常需要六個月,並且所(suǒ)有(yǒu)金屬零件都需要經過磨削來達到最佳表麵狀態。為了(le)實現這一目標,通常會(huì)使用數控內外圓複合磨床、數控精密磨削或多軸(zhóu)聯動的磨削裝備等先(xiān)進設備和技術。
  例如,C919飛機起落架的磨削裝備來源於達諾巴特集團的DANOBAT馬鞍磨床DANUNI。該磨床集成了起落架工件內外(wài)磨削功能,采用工作台移動式結構,可進行內圓磨削、外圓磨削、拋光磨削、螺紋車(chē)削和臥式車削等多種加(jiā)工方式,並支(zhī)持剛玉砂輪、CBN砂輪和金剛石(shí)砂輪的使(shǐ)用。該磨床可以用於精密磨削各種飛機起落架的外圓和內孔,包括(kuò)複雜形狀活塞的內孔和外(wài)圓。
  DGC達諾巴特集團
  飛機起落架(jià)前、主起活塞杆、外筒、輪軸等零件(jiàn)均為細(xì)長筒形件,使(shǐ)用刀具切(qiē)削加工會導致磨損嚴重,同時刀杆(gǎn)剛性不足和刀具耐用度過低等問(wèn)題(tí)會影響零件加工的表麵粗糙度和尺寸精度。因此,深孔加(jiā)工技術為飛(fēi)機起落(luò)架的製(zhì)造提供了重要的技術支(zhī)持(chí)。
  深孔(kǒng)加(jiā)工技術主要依靠特定的鑽削技術,對長徑比大於10的深孔孔係和精密(mì)淺孔進行鑽削加工。通常(cháng)需要使用專用(yòng)的深孔(kǒng)鑽床,通過一次走刀便可獲得理想的加工效果,如零件表麵的光潔度、尺度精度和孔位置的準確性。在起落架製造過程(chéng)中(zhōng),可以采用專用數控加工設備來滿足具體的(de)需求。
  去毛刺技術解決方(fāng)案
  隨著(zhe)飛機起落架零件結構日益複(fù)雜,加上難以加工的材料屬性,去(qù)毛刺技術已成為不可或缺的(de)重要環節。傳統的噴砂、機械(xiè)拋光等工藝(yì)可(kě)能會對零件表麵造成損傷或破壞其精密尺寸。
  這裏重點一提(tí),好優利的倒角刀具在飛機起落架零部件去毛(máo)刺環節中的應用,其精密刀具專門用於執行孔口正反麵去毛刺(cì)和倒角等多種加工任務,以達到高精度和高品質的製造標準。
  例如,在去除孔口毛刺的過程中,其刀具能夠一次性完成正反兩麵的(de)處理,確保毛刺被徹底消(xiāo)除,避免潛(qián)在的(de)故障風險。同時,刀具還適用於倒角和锪沉孔操作,從(cóng)而進一步提升起落架組(zǔ)件之間的配合精度(dù)和長期耐用性。
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  好優利精密(mì)刀具
  起落架零(líng)部(bù)件除了使(shǐ)用高強度金屬材料(鋼、鈦(tài)、鋁合(hé)金等)來製造(zào),還有很多飛機(jī)使用了(le)先(xiān)進複合材料。隨(suí)著複合材料在航空領域的應用越(yuè)來(lái)越廣泛,直(zhí)升(shēng)機和小型(xíng)飛機的複合材料用量將達到70%-80%左右。
  例如,“由(yóu)北京航空材料研究院研製的PEEK/AS4C熱塑性樹脂(zhī)單向碳纖維預浸料及其複合材料具有優異的抗斷(duàn)裂韌性、耐水性、抗老化性、阻燃性(xìng)和抗疲勞性(xìng)能,適合製造飛機主承力構件,可在120℃下長(zhǎng)期工(gōng)作,已用於飛機起落架艙護(hù)板前(qián)蒙皮。”
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  複合材料在加工後往往會留下薄如羽毛的毛刺,很難(nán)在(zài)兼(jiān)顧零件表麵清潔度和尺寸的情況下進行去除。一種有效的方法(fǎ)是電解去毛刺技(jì)術,該技術利用電化學反(fǎn)應(yīng)原理,對複(fù)合材料製成的零部件進行去毛刺處理。這種方法不僅可以有效去除毛刺,還能提高零件的表麵質量,有利於延長零部件的使用壽命。
  然而,需要(yào)注意的是,電解去毛刺技術的應用也並非沒有缺陷,對於形狀(zhuàng)複雜、由多種材料製作而成的零件,可能需要更為特殊的去毛刺(cì)方法。👉更多相(xiàng)關技術及(jí)設備詳解,敬請關注“PME精密加工博(bó)覽會”!
  工業清洗技術解決方案
  起落架表麵的結構和材料容易受到腐(fǔ)蝕和壓力損傷(shāng),這會極大地縮短其壽命並增加維修(xiū)費用。因此(cǐ),在起落架的製造和維修過程中,需要對減震支柱、轉彎機構、收放裝置等(děng)構件進行清洗,以去除汙垢和殘留物。傳統的水(shuǐ)壓清洗在應用於飛機起落架(jià)等精密部件時,存在將水壓入套筒和結合(hé)處的風險,可能會造成侵蝕或損傷。蒸汽清洗提供了一種更為精細和安全的(de)清洗方式,尤其適合用(yòng)於去除金屬(shǔ)表麵的油脂和殘留物。
  蒸汽清洗(xǐ)的工作原理是利用高溫高壓的飽和蒸汽,對被(bèi)清洗(xǐ)表麵(miàn)的油漬物顆進行(háng)溶解(jiě),並將其汽化蒸發,能讓飽和(hé)蒸汽清洗過的表麵達到超淨態。飽和(hé)蒸汽可以有效切入任何(hé)細小的孔洞和裂縫,剝離並(bìng)去除其中的汙漬和殘留物,同時(shí),蒸汽的高溫特性還具備消毒作用,能夠殺滅細菌和其他微生物(wù),確保(bǎo)零部件的衛生安全。從而,能夠保護和延長飛機起落架等關(guān)鍵零部件的使用壽命。
  圖源埃克科(kē)林ECOCLEAN官網
  Ecoclean可以為航空航天領域提供先進的蒸汽清洗產品和技術,並致(zhì)力於全球範圍內(nèi)的工業零件(jiàn)清洗、表麵處理以及定(dìng)製化自動化解決方案,能夠輕鬆應對包括油脂(zhī)、矽酸鹽殘留物、毛刺和金屬切屑等在內(nèi)的各類複雜汙染挑戰。此外,Ecoclean的服(fú)務項目包括噴射清洗、超聲波精密零件清洗、真空碳氫清洗等,這些精心設計的服務能夠為航空工業的(de)關鍵部件提供專業的清洗解決方案,涵蓋起落架組件、發動機、渦輪機、減速機和齒(chǐ)輪等重(chóng)要(yào)零件。
  公(gōng)司開發(fā)的EcoCsteam技術采用飽和水蒸汽進行清潔,能夠迅速且(qiě)徹底地清除表麵上的各種汙垢,而無需使用化學洗滌劑。這(zhè)種環保且(qiě)高效的清洗方法不僅確保了清洗效果,而且對於航(háng)空領域的高安全性要求來說(shuō)至關重要。
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  而幹(gàn)冰清(qīng)洗(xǐ)技術可以用於起落架的輪倉區等其他工業材料表麵的油汙、切屑粉末、毛刺、鑄沙、焊渣等雜質清洗。該技術利用高速噴射幹冰(bīng)顆粒到被清洗(xǐ)物體表麵進行預處理或清除塗層,對工件(jiàn)表(biǎo)麵幾乎沒有任何傷害,且不(bú)使用腐蝕性化學品,屬於綠色(sè)環保、零汙染(rǎn)、零排放的清洗方式。此外(wài),起落(luò)架係統可以在無需拆(chāi)卸的(de)情況下完成快速清潔,並且避免傳統清(qīng)洗方式(shì)中涉及到的電(diàn)氣問題,該技術也可以用於(yú)維護航空其他零部件(jiàn)。
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  ICS公司是工業清潔係(xì)統的領先製造商和供應商,專門從事基於幹冰噴射技術的複雜創新設備的研發、生產和銷售。憑借其在幹冰清洗領域的20多年經驗(yàn),該公司的技術和設(shè)備因其卓越(yuè)的效率和(hé)安(ān)全性(xìng)在包括航空航天在內的多個行業中得到了廣泛應用。
  ICS公司致力於不斷創(chuàng)新和改進其係(xì)統,以滿足特定應用的需求。其先(xiān)進的幹冰清洗(xǐ)解決方案尤其適用於飛機起落(luò)架的維護(hù),例如輪倉(cāng)區的維(wéi)修清洗以及去除起(qǐ)落架上的油汙等。通(tōng)過使用ICS的(de)幹冰噴射技術,航(háng)空公司能夠有(yǒu)效地(dì)進(jìn)行定期維護(hù),確(què)保起落架的(de)性能並延長其使用壽命。此外,美國波音公(gōng)司、麥道飛機製造公司也采用幹冰(bīng)清洗(xǐ)技(jì)術來清洗(xǐ)飛機起落架、發(fā)動機、飛機表麵(miàn)油漆等。
  表麵處理技術解決(jué)方(fāng)案
  熱噴塗技術在起落架零部件的精密加工中扮演著關鍵角色,它通過使用電弧、等離(lí)子噴(pēn)塗或燃燒火焰等熱源,將金屬或(huò)非金屬(shǔ)的粉末或絲材加熱至熔融或半(bàn)熔融狀態。然後,利用焰流或壓(yā)縮空氣將(jiāng)這(zhè)些材料以高速噴射到經過預處理的基體表麵,形成具有特定功能的塗層。
  這項(xiàng)技(jì)術(shù)不僅增強了部件的性能,還延長了其使用壽命。其次,在修複飛機起落架零部件的(de)表麵損傷和(hé)裂紋(wén)方麵也具有顯著效(xiào)果,能夠提升塗層的結合(hé)力和耐磨性。
  中國航發(fā)北京航空材料研究院負責了C919大型客機材料的部(bù)分研發和應用研究工作,包括主起落架活塞杆模鍛件的(de)試製與(yǔ)交付。該研究院(yuàn)開(kāi)發(fā)的熱噴塗耐磨塗層有效克服了鈦合金耐磨性不足的技術挑戰,確保(bǎo)了部件的性能和(hé)安全(quán)性。此外,研究院還開發了多種先進的噴塗技術,這些技術能夠實現超厚且高結合強度的不鏽鋼塗層(céng)修複,進一(yī)步增強了部件(jiàn)的耐用性。
  對(duì)於起落架(jià)的大型主承力構件(jiàn),表麵熱處理可以通過精確控製工件表層的加熱和冷卻(què)過程,從而改變材料(liào)表層的組織結構提高其性能。這種處理(lǐ)方法不僅增強了構件的耐磨性(xìng)和抗(kàng)疲勞能力,還通過精細的工藝控製實現了增脫(tuō)碳和(hé)變形的(de)有效管理,確保了構件尺寸和(hé)形狀的精確度以及承(chéng)載能力的可靠性(xìng)。
  增材(cái)製造技術解(jiě)決(jué)方案
  飛機起落架3D打印製造技術(又(yòu)稱為增材製造)在飛機(jī)起落架製造領域的應用(yòng)提供了顯著的技術優勢(shì),包括設計靈活性、材料製造效率和生產流程的優化等。通過(guò)整合多個組件成為一個單一部件(jiàn),該技術(shù)實現了減材(cái)製造,並大(dà)大縮短了生產周期(qī),從而提升了整體生產效率。
  此外,3D打印允許使用如鈦合金(jīn)這(zhè)樣的高性能材料,增強了成品的耐腐蝕性和(hé)輕量化特性。在實際應用中,殲-15艦載機前起落架的主承力結構就(jiù)是采用國內3D打印設(shè)備和(hé)高強度鈦合金粉(fěn)末(mò)製造的。
  北京航空航天大學擁有目前國內最大的金屬(shǔ)3D打印機,其巨大的外部尺寸達到12米,使其能夠為中國的民用航空和(hé)軍用飛機項目製造(zào)大型且複(fù)雜的組件,如鈦(tài)合金機身骨架和高強度鋼(gāng)製起落架。自2006年(nián)以來,北航(háng)就開始采用激光(guāng)能量沉積技術生產某型號飛機起落架的關鍵部件,截至2014年,這(zhè)些部(bù)件已(yǐ)在實際操作中經曆了(le)超過2000次起(qǐ)降測試,證明了其可靠(kào)性與耐用性(xìng)。
  此(cǐ)外,在C919大型客(kè)機的研發和製造過程中,3D打印技術已被成功應用於(yú)生產鈦合金零件,涵蓋了飛機起落架、發動機葉輪葉片、中央翼緣(yuán)條、艙門等複雜構件以及機頭主風擋窗框等(děng)關鍵部位。這一技術的應用顯著減輕了飛機的結構重量,為航空器的性能優化提供了重要貢獻。
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