國外飛機(jī)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

1、國外飛機(jī)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)冷戰(zhàn)時(shí)代的軍備競(jìng)賽，刺激了軍事工業(yè)，尤其是飛機(jī)制造業(yè)的發(fā)展。為了研制高性能新型戰(zhàn)機(jī)、大型軍用運(yùn)輸機(jī)、特種軍用飛機(jī)和武裝直升機(jī)，各國政府和軍方不斷推出新的研究計(jì)劃，投入巨額資金，開發(fā)先進(jìn)制造技術(shù)及其專用設(shè)備，基本建立了飛機(jī)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著世界經(jīng)濟(jì)較長時(shí)期的衰退，各國航空公司利潤急劇下降，直接影響到飛機(jī)制造商。因此，他們?yōu)榱松?，降低飛機(jī)全壽命周期內(nèi)的成本就成為了新一代民機(jī)研制的一個(gè)重要指標(biāo)和先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展方向。冷戰(zhàn)結(jié)束后，各國大量削減國防經(jīng)費(fèi)，軍方難以承受高性能武器裝備的高昂采購費(fèi)用，如F22戰(zhàn)斗機(jī)每架1.6億美元。如此高昂的采購費(fèi)，限制了該飛機(jī)的生產(chǎn)

2、數(shù)量，因此美國軍方提出研制買得起的飛機(jī)JSF聯(lián)合攻擊機(jī)（每架約3?000萬美元）作為相應(yīng)的補(bǔ)充。軍機(jī)的研制生產(chǎn)也提出了高性能和全壽命周期低成本的雙重目標(biāo)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，精益生產(chǎn)等許多新理念的誕生，使得飛機(jī)先進(jìn)制造技術(shù)處于不斷變革之中，傳統(tǒng)技術(shù)不斷精化，新材料、新結(jié)構(gòu)加工、成形技術(shù)不斷創(chuàng)新，集成的整體結(jié)構(gòu)和數(shù)字化制造技術(shù)構(gòu)筑了新一代飛機(jī)先進(jìn)制造技術(shù)的主體框架。為了進(jìn)一步了解國外飛機(jī)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的這一趨勢(shì)，本文介紹幾種主要制造技術(shù)。樹脂基復(fù)合材料構(gòu)件制造技術(shù)樹脂基復(fù)合材料具有高的比強(qiáng)度、比模量，抗疲勞、耐腐蝕、成形工藝性好以及可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，現(xiàn)已成為飛機(jī)結(jié)構(gòu)中與鋁合金、鈦合金和鋼并駕

3、齊驅(qū)的四大結(jié)構(gòu)材料之一。國外的新一代軍機(jī)和民用運(yùn)輸機(jī)已普遍采用這種材料，第四代戰(zhàn)機(jī)復(fù)合材料用量占飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量的25%40%，干線客機(jī)用量約15%，其應(yīng)用水平成為飛機(jī)先進(jìn)性的一個(gè)重要標(biāo)志。為滿足飛機(jī)上擴(kuò)大復(fù)合材料應(yīng)用的需求，飛機(jī)制造商在不斷地完善復(fù)合材料層壓板真空袋熱壓罐制造技術(shù)，并不斷地開發(fā)高性能低成本的復(fù)合材料制造技術(shù)，女如纖維縫合技術(shù)、樹脂轉(zhuǎn)移模塑成形技術(shù)（RTM）、樹脂膜滲透成形技術(shù)（RFI）、真空輔助樹脂滲透成形技術(shù)（VARI）、纖維鋪放技術(shù)、電子束固化技術(shù)及膜片成形技術(shù)等。1.1層壓板真空袋熱壓罐成形技術(shù)該項(xiàng)技術(shù)普遍地應(yīng)用于復(fù)合材料構(gòu)件生產(chǎn)，為了研制整體結(jié)構(gòu)，開發(fā)了共固化成形技術(shù)及共

4、膠接技術(shù)。許多飛機(jī)廠采用了計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)下料設(shè)備、多坐標(biāo)數(shù)控自動(dòng)鋪層設(shè)備、激光輔助鋪層定位系統(tǒng)、實(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)釅汗薰袒O(shè)備、多坐標(biāo)數(shù)控加工及高壓水切割設(shè)備、計(jì)算機(jī)控制無損檢測(cè)設(shè)備等實(shí)現(xiàn)了復(fù)合材料工藝參數(shù)的優(yōu)化及工藝過程的仿真，保證了復(fù)合材料構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定。1.2縫合/（RTM,RFI）技術(shù)縫合技術(shù)：采用縫紉對(duì)增強(qiáng)織物疊層塊（預(yù)制件）沿厚度方向用纖維增強(qiáng)。大幅度提高構(gòu)件的層間強(qiáng)度，增加抗沖擊損傷能力，從而進(jìn)一步提高復(fù)合材料結(jié)構(gòu)效率，降低結(jié)構(gòu)重量?？p合技術(shù)還可以將兩個(gè)或多個(gè)零件（如長桁和蒙皮）的增加織物疊層縫合在一起，制成大型整體結(jié)構(gòu)預(yù)制件。以RTM，RFI為代表的LCM(LiquidCompos

5、iteMolding)技術(shù)自20世紀(jì)80年代出現(xiàn)以來，美國、歐洲、澳大利亞、日本等均在該領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究工作，其中最具代表性的是美國的先進(jìn)復(fù)合材料技術(shù)研究計(jì)劃，即ACT(AdvancedCompositesTechnology)計(jì)劃和先進(jìn)輕量化結(jié)構(gòu)計(jì)劃，即ALAFS(AdvancedLightweightStructureTechnologyProgram)計(jì)劃。這些計(jì)劃的核心之一就是通過工藝/材料/設(shè)計(jì)的綜合，實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的高減重和低成本。不論是ACT計(jì)劃還是ALAFS計(jì)劃，都把縫合/(RTM,RFI)技術(shù)作為一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)研究。另外還有一些DZ向纖維增強(qiáng)的方法，如在預(yù)浸料疊層

6、中插入單向碳纖維復(fù)合材料針桿的技術(shù)，也是當(dāng)前值得關(guān)注的熱點(diǎn)。以上這些技術(shù)，使復(fù)合材料大型整體結(jié)構(gòu)件的制造成為可能，現(xiàn)已成為飛機(jī)復(fù)合材料主要的低成本制造技術(shù)，廣泛應(yīng)用于F22,JSF及干線飛機(jī)(如A380)的研制和生產(chǎn)中。1.3真空輔助滲透成形技術(shù)(VARI)該項(xiàng)技術(shù)是利用真空的吸附將低粘度液體樹脂滲透到預(yù)制件的各個(gè)部分，適用于常溫和使用溫度不高的大型壁板結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)，如船艦的壁板、橋梁路面、低速飛機(jī)壁板等。該項(xiàng)技術(shù)將大幅度降低復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的制造成本。在船舶制造工業(yè)中，真空輔助成形工藝顯得特別重要。一塊19.5m長、3m寬的潛艇壁板在45?min之內(nèi)就可以成形完畢。在隱身艦船方面，大多采用真空輔

7、助成形工藝的泡沫夾芯結(jié)構(gòu)作為艦船的殼體，如美國的DD21“Zumwalt”級(jí)隱身驅(qū)逐艦、瑞典的“Visby”隱身輕巡洋艦、“Skjold”級(jí)隱身巡邏快艇?，F(xiàn)在真空輔助成形工藝已經(jīng)在一些娛樂休閑用飛機(jī)、農(nóng)用飛機(jī)和無人機(jī)上得到了應(yīng)用，降低制造成本50以上。美國波音公司早已立項(xiàng)，采用該項(xiàng)技術(shù)研制大型飛機(jī)機(jī)翼。1.4纖維纏繞鋪放技術(shù)從70年代初，纏繞技術(shù)開始應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)制造。隨著纏繞技術(shù)的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)復(fù)雜構(gòu)型大中型零件機(jī)械化自動(dòng)化制造的需求，80年代末期出現(xiàn)了纖維纏繞鋪放技術(shù)。該技術(shù)是在纏繞技術(shù)和鋪放技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。由于纏繞技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)縱向(0方向)的纖維纏繞及局部的增厚增強(qiáng)，而鋪放技術(shù)可以

8、實(shí)現(xiàn)0方向的纖維鋪放及局部的增厚增強(qiáng)，因此，纏繞鋪放技術(shù)一出現(xiàn)，立即在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用。預(yù)計(jì)到2010年，將會(huì)有4050臺(tái)纖維纏繞鋪放機(jī)分布在美國與歐洲飛機(jī)工廠，在更廣的范圍內(nèi)用于大型復(fù)雜型面復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的制造，如“S”型進(jìn)氣道、平尾轉(zhuǎn)軸梁、機(jī)身段件等。1.5電子束固化技術(shù)電子束固化是一種新出現(xiàn)的制造技術(shù)，將作為一種低成本和非熱壓罐固化技術(shù)用來制造大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件。用電子束固化樹脂基復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)是固化時(shí)間短、樹脂的穩(wěn)定性好、可與鋪層工藝連續(xù)作業(yè)及在單一產(chǎn)品中能固化具有不同熱固化循環(huán)的材料等，因此電子束固化技術(shù)的研究受到各方面的關(guān)注。目前有一種將自動(dòng)鋪帶與原位電子束固化結(jié)合起來的新工

9、藝技術(shù)，對(duì)于降低復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、特別是大型整體結(jié)構(gòu)的成本具有很大潛力。該項(xiàng)技術(shù)是由意大利人發(fā)明的(美國專利5252265)。目前一個(gè)由美國科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室和諾格公司組成的研究小組正在開發(fā)這種工藝用的樹脂、預(yù)浸料以及電子槍技術(shù)。隱身結(jié)構(gòu)制造技術(shù)隱身技術(shù)是第四代戰(zhàn)機(jī)的一個(gè)重要特征。復(fù)合材料隱身結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、吸波頻帶寬、承載與吸波有機(jī)結(jié)合、增重小、可避免使用表面涂層及沒有脫落問題，因而更能適應(yīng)高速飛行氣動(dòng)環(huán)境，在現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)上已廣泛采用。同樣，復(fù)合材料也適合制造雷達(dá)波吸收結(jié)構(gòu)。新一代隱身飛機(jī)（如美國B2，F(xiàn)22，RAH66）都大量采用了復(fù)合材料隱身結(jié)構(gòu)。碳纖維復(fù)合材料是目前高性能航空結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最多

10、的復(fù)合材料。但在600MHz18GHz雷達(dá)波范圍內(nèi)，碳纖維復(fù)合材料對(duì)雷達(dá)波幾乎全反射，因此，碳纖維復(fù)合材料不能直接用作復(fù)合材料吸波結(jié)構(gòu)的表面透波材料。通過表面處理可以改善碳纖維的吸波性能，例如在碳纖維表面粘附SiC細(xì)微顆粒，表面涂覆SiC、熱塑性樹脂和吸波陶瓷等。紡綸纖維、碳化硅纖維和高強(qiáng)玻璃纖維具有較好的透波性能，這些纖維可用來制作復(fù)合材料夾層吸波結(jié)構(gòu)的透波表面。F22和RAH66科曼奇隱身直升機(jī)都大量采用了SD2高強(qiáng)玻璃纖維，以滿足吸波性能的要求。復(fù)合材料夾層吸波結(jié)構(gòu)可使入射的雷達(dá)波以很小的反射率進(jìn)入到吸波夾芯層，雷達(dá)波在吸波夾芯中被部分吸收，其余雷達(dá)波經(jīng)反射層反射后在吸波夾芯中被再次吸收

11、。吸波夾芯可以由多層組成，每一層具有不同的電磁參數(shù)，吸收不同波段的電磁波。復(fù)合材料與傳感器結(jié)合還可以制成“靈巧結(jié)構(gòu)”。將天線各個(gè)單元嵌入復(fù)合材料內(nèi)部，使天線不外露，保持結(jié)構(gòu)表面光滑，既有利于氣動(dòng)性能，又有利于隱身。F22上的天線有50個(gè)之多，很可能采用了上述技術(shù)。碳碳材料也是一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)吸波材料。它能很好地吸收雷達(dá)信號(hào)和紅外信號(hào)，可用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道。復(fù)合材料具有良好的成形工藝性能，對(duì)復(fù)雜的外形結(jié)構(gòu)，可用復(fù)合材料制成外形光順的融合體結(jié)構(gòu)（如F22中機(jī)身翼身融合體蒙皮壁板），達(dá)到隱身的目的?？傊瑥?fù)合材料及吸波夾層結(jié)構(gòu)正在逐步拓寬在隱身飛機(jī)上的應(yīng)用。隨著納米技術(shù)和納米復(fù)合材料、手征吸波材料

12、及動(dòng)態(tài)自適應(yīng)吸波材料等新技術(shù)的發(fā)展，將推動(dòng)隱身復(fù)合材料技術(shù)向更高的水平邁進(jìn)。一些新型的隱身技術(shù)還在不斷地開發(fā)，如無漆隱身薄膜技術(shù)、等離子技術(shù)等。膠接結(jié)構(gòu)制造技術(shù)膠接技術(shù)可用于連接不同材料、不同厚度、二層或多層結(jié)構(gòu)。膠接結(jié)構(gòu)重量輕，密封性能好，抗聲振和顫振的性能突出。膠層能阻止裂紋的擴(kuò)展，具有優(yōu)異的疲勞性能，此外膠接結(jié)構(gòu)制造成本和維修成本低。膠接、蜂窩膠接結(jié)構(gòu)及金屬層板結(jié)構(gòu)在大型飛機(jī)上的應(yīng)用前途寬廣。3.1全金屬膠接結(jié)構(gòu)制造技術(shù)英國在1946年采用全金屬膠接技術(shù)制造了世界上第一架有鋁合金膠接結(jié)構(gòu)的鴿子號(hào)（Dove）支線客機(jī)，隨后在很多支線客機(jī)上得到推廣應(yīng)用（如JF340支線客機(jī)）。1978年投產(chǎn)

13、的BAe146客機(jī)大量采用了膠接結(jié)構(gòu)，到1986年BAe146飛機(jī)已安全飛行了120000h。美國生產(chǎn)的L1011飛機(jī)的增壓客艙全部采用了大型的膠接整體壁板，機(jī)身增壓艙直徑大部分為6m,全長46m,由5個(gè)筒形艙組成，劃分為27塊大型膠接壁板。全金屬膠接技術(shù)在L1011飛機(jī)上得到了充分發(fā)揮。進(jìn)入80年代后，波音757,767客機(jī)也都采用大量的鈑金膠接結(jié)構(gòu)。3.2蜂窩夾層膠接結(jié)構(gòu)技術(shù)金屬蜂窩夾層膠接結(jié)構(gòu)大量應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)始于美國，美國研制的B-,比鉚接結(jié)構(gòu)減重30%。通過70年代美國實(shí)施PABST計(jì)劃，徹底解決了膠接蜂窩結(jié)構(gòu)耐腐蝕的問題，形成了新一代的耐久膠接技術(shù)。80年代在F16飛機(jī)膠接結(jié)構(gòu)的生

14、產(chǎn)中，為進(jìn)一步提高產(chǎn)品的精度和產(chǎn)品合格率實(shí)施了“工藝現(xiàn)代化計(jì)劃”，革新制造環(huán)境，包括制造工藝、質(zhì)量保證及生產(chǎn)管理。上述計(jì)劃實(shí)施后，確保了產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)關(guān)鍵工序?qū)嵭辛擞?jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。3.3金屬復(fù)合層板膠接技術(shù)利用膠接技術(shù)將各向同性的鋁合金（含鋁鋰合金）薄板與各向異性的纖維復(fù)合材料結(jié)合起來，可以得到兼具二者優(yōu)點(diǎn)、并克服各自缺點(diǎn)的新型結(jié)構(gòu)材料纖維鋁合金復(fù)合層板膠接結(jié)構(gòu)，基于芳綸纖維的復(fù)合層板稱為ARALL結(jié)構(gòu)，基于玻璃纖維的復(fù)合層板稱為GLARE結(jié)構(gòu)。金屬復(fù)合層板有以下特點(diǎn)。金屬復(fù)合層板結(jié)構(gòu)具有較好的疲勞性能、損傷容限高以及較高的剩余強(qiáng)度，從而可減少蒙皮的厚度，

15、因此可比同類鋁合金結(jié)構(gòu)重量輕23%33%。降低制造成本：金屬膠接層板結(jié)構(gòu)可采用傳統(tǒng)的膠接工藝和成形加工設(shè)備，制造成本低于復(fù)合材料。減少維修費(fèi)用：對(duì)疲勞壽命2030年的飛機(jī)而言，具有優(yōu)異的疲勞性能和很高的損傷容限特性的金屬復(fù)合層板結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)全壽命周期免維護(hù)目標(biāo)，大大減少了維修費(fèi)用。GLARE層板具有比ARALL層板更好的損傷容限和更寬的應(yīng)用范圍。ARALL層板的芳綸纖維抗壓性能差，在循環(huán)壓應(yīng)力作用下容易斷裂，因此，ARALL層板只能用做機(jī)翼下蒙皮，而不適合用做機(jī)身蒙皮。GLARE層板結(jié)構(gòu)不存在這個(gè)問題。Airbus公司正在研制的A380大型寬體客機(jī)（550660座）將采用GLARE制造機(jī)身上壁

16、板，包括整個(gè)客艙的上半部分，比采用鋁合金板減重800?kg。預(yù)示著復(fù)合層板在大型軍、民用運(yùn)輸機(jī)上將有較好的應(yīng)用前景。先進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)西方工業(yè)發(fā)達(dá)國家飛機(jī)制造業(yè)應(yīng)用數(shù)控技術(shù)始于60年代。近50年的數(shù)控技術(shù)發(fā)展中，發(fā)達(dá)國家飛機(jī)制造業(yè)中數(shù)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用水平主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：基本實(shí)現(xiàn)機(jī)加數(shù)控化、廣泛采用CADCAPP/CAM系統(tǒng)和DNC技術(shù)，達(dá)到數(shù)控加工高效率，建立了柔性生產(chǎn)線和發(fā)展了高速切削加工技術(shù)。4.1基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)加數(shù)控化發(fā)達(dá)國家數(shù)控機(jī)床占機(jī)床總數(shù)的30%40%，而航空制造業(yè)更高，達(dá)到50%80%。波音、麥道等飛機(jī)制造公司都配置了數(shù)量可觀的各種不同類型的先進(jìn)數(shù)控設(shè)備，特別是大型、多坐

17、標(biāo)數(shù)控銑和加工中心，同時(shí)與之相關(guān)的配套設(shè)備齊全，數(shù)控化率高，基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)加數(shù)控化。波音公司在Auburn民機(jī)制造分部建立了鋁、鈦、鋼結(jié)構(gòu)件機(jī)加車間和機(jī)翼蒙皮與梁結(jié)構(gòu)件機(jī)加車間，機(jī)加設(shè)備362臺(tái)，配置NC機(jī)床約180臺(tái)，數(shù)控化率達(dá)50%。在90年代中后期，這些公司仍在進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)機(jī)加設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造和更新，特別是多坐標(biāo)高速數(shù)控銑床和加工中心。如波音公司在Wichita軍機(jī)制造分部就新配有法國ForestLine公司43mx3mx2m高架3龍門5坐標(biāo)Minumac30TH數(shù)控銑床，加工“空中客車”飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的英國航宇（BAe）、原德國漢堡DASA公司、負(fù)責(zé)貝爾直升機(jī)結(jié)構(gòu)件制造的Remele公司等都

18、配有數(shù)量不等的法國ForestLine公司的高速5坐標(biāo)龍門銑床。其中Remele公司多達(dá)6臺(tái)，主軸功率40kW,轉(zhuǎn)速40000r/min,可加工零件壁厚薄到0.76mm。同時(shí)還配有Fischer機(jī)床頭，主軸功率75kW，轉(zhuǎn)速5000r/min,可加工尺寸很大的機(jī)翼壁板，切削效率很高。貝爾直升機(jī)公司還添置了美國費(fèi)城Marwin公司用于加工飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的AutomaxIV雙主軸5坐標(biāo)高速加工中心，規(guī)格為20mx8mx9m，主軸轉(zhuǎn)速24000r/min，進(jìn)給速度口20m/min口。4.2數(shù)控加工效率高發(fā)達(dá)國家飛機(jī)制造公司數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平高。表現(xiàn)在：不僅數(shù)控設(shè)備利用率高（一般達(dá)80%），主軸利用率高（9

19、5%），且加工效率極高，加工周期短，勞動(dòng)生產(chǎn)率是我國的2040倍。大型機(jī)翼整體加工件加工效率約50kg/h。麥道公司制造C17軍用運(yùn)輸機(jī)起落架艙隔框，加工效率約30kg/ho4.3廣泛應(yīng)用先進(jìn)的CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)廣泛應(yīng)用CAD/CAPP/CAM/CAE自動(dòng)化設(shè)計(jì)制造應(yīng)用軟件以及DFX等并行工程，并有足夠的工藝知識(shí)數(shù)據(jù)庫、切削參數(shù)數(shù)據(jù)庫、各種規(guī)范化的技術(shù)資料作為使能工具。因而設(shè)計(jì)與工藝手段先進(jìn)，工藝精良NC加工程序優(yōu)質(zhì)，縮短了工藝準(zhǔn)備周期，提高了設(shè)備利用率和生產(chǎn)效率，大大縮短了零件生產(chǎn)周期。4.4DNC技術(shù)廣泛應(yīng)用發(fā)達(dá)國家飛機(jī)制造公司大多數(shù)在70年代末80年代就已經(jīng)廣泛地應(yīng)用了分布式數(shù)

20、字控制技術(shù)（DistributedNC,DNC）。波音公司在Wichita軍機(jī)分部建立的一個(gè)DNC系統(tǒng)，大約連接有分布在若干不同車間中的130多臺(tái)數(shù)控設(shè)備，包括加工中心、大型銑床、數(shù)控測(cè)量機(jī)。麥道、MBB和extron工廠等都建立了DNC系統(tǒng)。美國大約有2萬多家小型飛機(jī)零部件轉(zhuǎn)包制造商，60%80%都使用了DNC系統(tǒng)。采用DNC技術(shù)具有明顯的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)效益，通?？商岣呱a(chǎn)率15%20%。4.5高速切削技術(shù)的應(yīng)用高速加工（HighSpeedMachining,HSM）被認(rèn)為是21世紀(jì)機(jī)加工藝中最重要的手段。高速切削與常規(guī)切削相比具有明顯優(yōu)點(diǎn)：加工時(shí)間減少約60%80%，進(jìn)給速度提高510倍，材料

21、去除率提高35倍，刀具耐用度提高70%，切削力減少約30%，表面粗糙度Ramax可達(dá)810m,工件溫升低，熱變形、熱膨脹減小，適宜加工細(xì)長、復(fù)雜薄壁零件等。飛機(jī)大型復(fù)雜整體結(jié)構(gòu)件采用高速數(shù)控加工技術(shù)是近幾年飛機(jī)機(jī)加技術(shù)發(fā)展的一種趨勢(shì)。因此，20世紀(jì)90年代中后期，飛機(jī)制造商添置了許多先進(jìn)的多坐標(biāo)高速數(shù)控銑和加工中心用于鋁、鈦、鋼等材料的各種整體結(jié)構(gòu)件加工。波音BertscheEngineering公司的高速加工中心，用于航空航天鋁合金、復(fù)合材料零件的加工。對(duì)鋁合金高速加工，切削速度可達(dá)20005000m/min,主軸轉(zhuǎn)速達(dá)1000040000r/min,加工進(jìn)給速度為220mmin，材料去除率

22、3040kgh。高速切削加工技術(shù)對(duì)機(jī)床、刀具、控制系統(tǒng)、編程等都提出了更高的要求。發(fā)達(dá)國家對(duì)高速加工的配套技術(shù)研究和應(yīng)用作為一個(gè)系統(tǒng)工程看待,解決得較好，并在不斷完善。4.6應(yīng)用高自動(dòng)化水平的制造系統(tǒng)發(fā)達(dá)國家飛機(jī)制造公司非常重視應(yīng)用高自動(dòng)化水平的制造系統(tǒng)，提高新飛機(jī)研制生產(chǎn)能力，加強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。70年代末80年代先后建立了柔性制造系統(tǒng)（FMS）用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件柔性加工，在新機(jī)研制中發(fā)揮了重要作用。90年代中后期，由于高速切削機(jī)床技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，飛機(jī)整體加工件的增多，開始較廣泛應(yīng)用柔性加工單元或以柔性加工單元組成柔性生產(chǎn)線來加工飛機(jī)整體結(jié)構(gòu)件（在汽車制造業(yè)領(lǐng)域也同樣得到應(yīng)用）。如波音Wichit

23、a軍機(jī)分部用高速加工單元組成的柔性加工生產(chǎn)線來加工飛機(jī)整體隔框零件。達(dá)索飛機(jī)公司在“陣風(fēng)”號(hào)飛機(jī)制造中也建立了一條柔性加工生產(chǎn)線，由4臺(tái)5坐標(biāo)切削中心構(gòu)成，配有自動(dòng)化工件裝卸小車，容量達(dá)1000的機(jī)械手控制的工具庫，只需配備一個(gè)操作者。西方發(fā)達(dá)國家不僅重視發(fā)展數(shù)控主體技術(shù)，并注重協(xié)調(diào)發(fā)展與數(shù)控技術(shù)配套的各單元自動(dòng)化技術(shù)，包括數(shù)控車間信息管理系統(tǒng)，從而使得數(shù)控技術(shù)得以快速發(fā)展并達(dá)到了很高的應(yīng)用水平，有力地推動(dòng)了飛機(jī)制造業(yè)發(fā)展和進(jìn)步。目前，發(fā)達(dá)國家飛機(jī)制造商不僅實(shí)現(xiàn)了高效數(shù)控加工，而且實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化設(shè)計(jì)（DD）和數(shù)字化制造（DM）?；娂夹g(shù)許多飛機(jī)不僅在蒙皮、吊掛等部位使用化銑零件，而且在航空發(fā)動(dòng)機(jī)

24、上也大量采用化銑加工的零件。如：協(xié)和飛機(jī)的進(jìn)氣口側(cè)壁是用6?mm厚的鋁合金以14次臺(tái)階化銑制成的整體結(jié)構(gòu)；洛克希德C5A運(yùn)輸機(jī)上的安全塔接板，用10.4mm的鈦合金板材熱成形后化銑加工出6個(gè)臺(tái)階和4種不同的錐形；蘇一27飛機(jī)采用了化銑技術(shù)加工鈦合金中央翼下壁板；波音客機(jī)的一些蒙皮零件采用了多臺(tái)階化銑加工；F119發(fā)動(dòng)機(jī)上的鈦合金寬弦葉片在超塑擴(kuò)散連接之前采用化銑加工鈦合金板材。80年代前美國、英國化銑工藝已經(jīng)非常成熟，表現(xiàn)在以下幾方面。5.1研究的材料齊全不僅有鋁合金、鈦合金、鋼及不銹鋼、鎳合金、銅合金等常用材料化銑工藝，而且有銀、鎂、金、耐高溫材料、鋅、玻璃、陶瓷、鈹?shù)炔牧系幕姽に嚒?.2

25、配套材料品種齊全，化銑設(shè)備齊全機(jī)械方式刻形膠有美國ADCOAT公司的AC系列保護(hù)膠、TURCO公司的保護(hù)膠、光刻膠有KODAK公司的系列光刻膠。腐蝕溶液也有專門的公司提供，如TURCO公司。有各種檢測(cè)設(shè)備、儀器。刻形技術(shù)除去常規(guī)的方法外，美國還掌握激光刻形技術(shù)、化銑實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)及封閉式工件自適應(yīng)提升技術(shù)?？傊?，在美國，化銑生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)所需要的材料與設(shè)備都有專門的公司進(jìn)行研究，并提供相關(guān)產(chǎn)品。5.3各家航空公司都有相應(yīng)的工藝標(biāo)準(zhǔn)波音公司BAC標(biāo)準(zhǔn)、麥道公司DPS標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)化銑前后的各種相關(guān)材料及工藝都有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。俄羅斯的化銑技術(shù)落后于美、英國家，主要是俄羅斯所采用的工藝方法和化銑材料對(duì)環(huán)境影響

26、比較大，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)單一，可選擇余地小。精密鈑金成形技術(shù)先進(jìn)飛機(jī)鈑金壁板的明顯特點(diǎn)是蒙皮厚、筋條高、結(jié)構(gòu)網(wǎng)格化、整體集成度大、結(jié)構(gòu)剛度大和難以成形。第三代飛機(jī)和大型飛機(jī)氣動(dòng)外形要求嚴(yán)、壽命要求長，鈑金件不許敲擊成形，大都采用精密成形技術(shù)。在淺筋條小曲?波音的數(shù)控噴丸系統(tǒng)，不僅可控制成形參數(shù)，而且可預(yù)測(cè)和控制噴丸強(qiáng)化與拋光工序?qū)Ρ诎逋庑蔚挠绊?，并研發(fā)了葉輪式數(shù)控拋丸設(shè)備。在高筋網(wǎng)格式整體壁板研制生產(chǎn)中，開發(fā)壓彎與噴丸復(fù)合成形技術(shù)，發(fā)展了帶自適應(yīng)系統(tǒng)的數(shù)控壓彎機(jī)。對(duì)大型飛機(jī)的超大型壁板發(fā)展了應(yīng)力松弛成形校形技術(shù)，洛克威爾公司和美國空軍聯(lián)合開發(fā)這種技術(shù)，用于制造B1B轟炸機(jī)的機(jī)翼上、下壁板，長50mm,

27、最大寬度9mm，厚度從0.1mm變到2.5mm,帶有突變和筋條，據(jù)稱是世界上用該技術(shù)成形的最大壁板。并且通過試驗(yàn)和數(shù)值分析方法，掌握了預(yù)彎量的控制技術(shù)。精密鈑金成形技術(shù)研究，大力發(fā)展成形過程的數(shù)值仿真和變形過程的預(yù)測(cè)技術(shù)；重視材料在成形后的性能研究；特別注意成形過程的精確監(jiān)測(cè)、控制技術(shù)和在線檢測(cè)技術(shù)的研究。隨著鋁鋰合金用量大幅度增加，發(fā)展了鋁鋰合金厚板成形技術(shù)。在成形設(shè)備方面，除擴(kuò)大規(guī)格外，彎管、旋壓、滾彎、拉形、橡皮囊液壓成形、噴丸及壓彎設(shè)備等均已普遍實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制，并實(shí)現(xiàn)了位移、載荷控制的精密化。7超塑成形/擴(kuò)散連接技術(shù)（SPF/DB）超塑成形的研究始于60年代，當(dāng)時(shí)IBM用Zn22AI合

28、金材料以兩種方式（鈑金成形和體積成形）來成形計(jì)算機(jī)部件，并在1965年4月申請(qǐng)了有關(guān)超塑成形的專利。70年代鋁合金和鈦合金方面的超塑成形研究取得了突破，在美國空軍資助下，推出了有洛克威爾、麥道、格魯曼及波音4家大公司參加的BLATS計(jì)劃，即“組合式、低成本、先進(jìn)鈦合金”計(jì)劃，鈦合金SPF,SPF/DB技術(shù)是其中的重點(diǎn)研究項(xiàng)目，研究項(xiàng)目的各種結(jié)構(gòu)驗(yàn)證件在多機(jī)種上試飛,通過驗(yàn)證并進(jìn)入了批生產(chǎn)。SPF，SPF/DB構(gòu)件研制中的結(jié)構(gòu)形式從單層SPF構(gòu)件到SPF/DB雙層板、三層板、四層板等，層數(shù)越來越多，構(gòu)件尺寸越來越大，形狀越來越復(fù)雜。美國有許多公司具有生產(chǎn)SPF，SPF/DB構(gòu)件的能力，主要有LT

29、VAerospaceandDefenseco.,OntariaTechnologiescorp.，Rockwellinternational，RohrIndustries以及波音公司、普惠公司等。生產(chǎn)的產(chǎn)品有:CF680發(fā)動(dòng)機(jī)上的導(dǎo)流葉片；F15飛機(jī)上有SPF/DB結(jié)構(gòu)件70余件；F18上有20多件鈦合金SPF/DB結(jié)構(gòu)件；JSF飛機(jī)的后緣襟翼和副翼；F22戰(zhàn)斗機(jī)也采用了SPF/DB組合結(jié)構(gòu)，如后機(jī)身鈦合金超塑性成形/擴(kuò)散連接的隔熱板等，采用SPF/DB結(jié)構(gòu)件后，減重10%30%，成本降低25%40。SPF，SPF/DB作為一種高性能整體結(jié)構(gòu)低成本先進(jìn)制造技術(shù)在其他發(fā)達(dá)國家也倍受重視，歐洲超塑

30、成形技術(shù)發(fā)展很快。俄羅斯具有世界上最大的超塑技術(shù)研究所，有數(shù)百人在從事研究。法國的超塑公司有:Snecma，Dassauit，ACB公司生產(chǎn)SPF設(shè)備并制造SPF，SPF/DB構(gòu)件，達(dá)索公司也具有SPF，SPF/DB構(gòu)件生產(chǎn)能力，哈佛公司從1990年開始研究SPF/DB工藝，已具備批生產(chǎn)能力。德國MBB公司用SPF方法生產(chǎn)衛(wèi)星上的推進(jìn)劑箱體。BAE英國宇航公司生產(chǎn)多種航空SPF/DB構(gòu)件，如A320機(jī)翼檢修口蓋、A310機(jī)前緣縫翼收放機(jī)構(gòu)蒙皮等。英國、德國、意大利、西班牙合作生產(chǎn)的90年代歐洲戰(zhàn)斗機(jī)EFA上也采用了SPF,SPF/DB結(jié)構(gòu)件。美國和歐洲國家的超塑成形擴(kuò)散連接專用設(shè)備采用了計(jì)算機(jī)

31、控制或機(jī)械手工作，自動(dòng)化控制程度高。還有許多其他國家對(duì)超塑成形/擴(kuò)散連接具有相當(dāng)高的技術(shù)研究和開發(fā)能力,如日本。當(dāng)前SPF/DB發(fā)達(dá)的國家正在深入地開展鋁鋰合金、陶瓷材料、高溫復(fù)合材料、金屬間化合物及纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料等的SPF,SPF/DB研究。先進(jìn)焊接技術(shù)焊接技術(shù)發(fā)展日新月異,焊接新技術(shù)不斷擁現(xiàn),在現(xiàn)代飛機(jī)制造中焊接技術(shù)的應(yīng)用越來越多,例如以電子束焊接為代表的高能束流焊接技術(shù)工程應(yīng)用日趨成熟,以其優(yōu)質(zhì)的接頭性能、較小的焊接變形等特點(diǎn)而逐漸成為飛機(jī)某些重要構(gòu)件焊接的主要方法。又如近年發(fā)展起來的攪拌摩擦焊新技術(shù),以其低于熔點(diǎn)塑性的連接特點(diǎn),接頭力學(xué)性能接近母材,能實(shí)現(xiàn)一般焊接方法無法焊接的

32、高強(qiáng)鋁合金焊接,將會(huì)給飛機(jī)鋁合金結(jié)構(gòu)件（如壁板、蒙皮、梁、桁等）的加工帶來革命性的變化。俄羅斯和西方發(fā)達(dá)國家焊接技術(shù)發(fā)展迅速,在許多飛機(jī)型號(hào)上得到了較普遍的應(yīng)用,焊接技術(shù)已成為先進(jìn)飛機(jī)研制不可缺少的支撐技術(shù)。8.1俄羅斯飛機(jī)制造中的焊接技術(shù)俄羅斯以其世界最高的焊接技術(shù)水平,系統(tǒng)的焊接結(jié)構(gòu)研究成果,與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、選材和焊接技術(shù)的發(fā)展（基礎(chǔ)研究）緊密結(jié)合,在飛機(jī)制造中大量采用焊接技術(shù)。70年代初研制出的蘇27飛機(jī)極具代表性,焊接技術(shù)的應(yīng)用幾乎遍及全機(jī)，除了常規(guī)的TIG焊用于飛機(jī)導(dǎo)管、某些鋁合金構(gòu)件，點(diǎn)焊用于蒙皮、組合梁、框、長桁等零件的高強(qiáng)鋁合金構(gòu)件焊接外,并廣泛采用焊接新技術(shù),如電子束焊、穿透焊、

33、雙弧焊、高頻感應(yīng)組裝釬焊、潛弧焊等，焊接部件達(dá)800多個(gè)，零件達(dá)數(shù)千件。隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，圖波列夫設(shè)計(jì)局采用了電子束焊接長壽命鈦合金整體壁板，米格29采用焊接鋁鋰合金整體油箱等結(jié)構(gòu)。8.2歐、美國家現(xiàn)代飛機(jī)制造中焊接技術(shù)的應(yīng)用由于其設(shè)計(jì)思想采用損傷容限設(shè)計(jì)，強(qiáng)度與韌性的結(jié)合是考慮的關(guān)鍵，從較長的安全工作壽命角度出發(fā)，焊接一般用于次承力結(jié)構(gòu)中。近年來，隨著現(xiàn)代飛機(jī)結(jié)構(gòu)中鈦合金用量增加；出于飛機(jī)結(jié)構(gòu)工藝性、加工的經(jīng)濟(jì)性考慮；新的焊接技術(shù)攪拌摩擦焊的出現(xiàn)，使得原來不能用或不推薦用于焊接結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)鋁合金的焊接成為可能，上述的情況正在變化，焊接技術(shù)在現(xiàn)代飛機(jī)制造中的重要性正在逐漸增加，甚至有人認(rèn)為“由

34、熱等靜壓鑄鈦件經(jīng)電子束焊構(gòu)成鈦合金主承力構(gòu)件有可能成為飛機(jī)制造的第三個(gè)里程碑”。8.3擴(kuò)大焊接工藝在飛機(jī)中的應(yīng)用國外圍繞著下述幾個(gè)方面還在繼續(xù)開展應(yīng)用研究工作。優(yōu)化焊接工藝方法：采用變極性等離子電弧焊、激光束焊、電子束焊及攪拌摩擦焊等新的方法，提高焊接件的強(qiáng)度并改善其疲勞性能。焊接自動(dòng)化：采用由計(jì)算機(jī)控制的焊接設(shè)備和檢測(cè)設(shè)備，可以改變工藝可變性控制，提高焊接速度和焊接質(zhì)量，降低焊接結(jié)構(gòu)的成本。改善檢測(cè)技術(shù)：研究更適合于復(fù)雜焊接接頭的無損檢測(cè)方法，拓寬焊接技術(shù)的應(yīng)用。先進(jìn)機(jī)械連接技術(shù)9.1自動(dòng)連接技術(shù)飛機(jī)結(jié)構(gòu)所承載荷通過連接部位傳遞，形成連接處應(yīng)力集中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，飛機(jī)機(jī)體疲勞失效事故的70起因于結(jié)

35、構(gòu)連接部位，其中80的疲勞裂紋發(fā)生于連接孔處，因此連接質(zhì)量極大地影響著飛機(jī)的壽命?，F(xiàn)代飛機(jī)的安全使用壽命要求日益增長，軍機(jī)壽命、干線飛機(jī)壽命分別要求達(dá)到8000，50000飛行小時(shí)以上，而手工鉚接難以保證壽命要求，必須采用自動(dòng)鉆鉚裝配設(shè)備實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的高質(zhì)量的連接。發(fā)達(dá)國家的飛機(jī)連接裝配已由單臺(tái)數(shù)控自動(dòng)鉆鉚機(jī)的配置向由多臺(tái)數(shù)控自動(dòng)鉆鉚機(jī)、托架系統(tǒng)配置或由自動(dòng)鉆鉚設(shè)備和帶視覺系統(tǒng)的機(jī)器人、大型龍門機(jī)器人、專用柔性工藝裝備及坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等多種設(shè)備、不同配置組成的的柔性自動(dòng)裝配系統(tǒng)發(fā)展。自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)：美國、前蘇聯(lián)、法國、德國等國家發(fā)展的系列化鉆鉚機(jī)，有中小型鉆鉚機(jī)、大型自動(dòng)鉆鉚機(jī)、安裝特種緊固件的鉆鉚機(jī)和

36、微型自動(dòng)鉆鉚機(jī)。自動(dòng)鉆鉚機(jī)托架系統(tǒng)：自動(dòng)鉆鉚機(jī)與托架系統(tǒng)相配套，能提高效率。對(duì)較大尺寸結(jié)構(gòu)、復(fù)雜結(jié)構(gòu)，尤其是雙曲度的飛機(jī)機(jī)身和機(jī)翼壁板進(jìn)行自動(dòng)鉆鉚，配備全自動(dòng)托架系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)定位和調(diào)平，而對(duì)于外形較平直的中小結(jié)構(gòu)的壁板大多配置手動(dòng)、半自動(dòng)托架系統(tǒng)。機(jī)械手或機(jī)器人：采用自動(dòng)機(jī)器人裝配系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)不開敞、難加工部位的裝配。工業(yè)機(jī)械手機(jī)器人作為柔性裝配系統(tǒng)中一個(gè)不可分割的部分，能有效提高裝配效率和裝配質(zhì)量，降低裝配成本。在F-16,FA18，C130等飛機(jī)裝配中機(jī)器人工作單元主要用于裝配系統(tǒng)中工件的輸送、定位、制孔和裝配。柔性自動(dòng)鉆鉚、裝配系統(tǒng)使生產(chǎn)效率大大提高，如B767，B777采用翼梁

37、自動(dòng)裝配系統(tǒng)，提高效率14倍，費(fèi)用降低90，廢品率降低50。9.2電磁鉚接裝置電磁鉚接可替代大功率壓鉚設(shè)備，進(jìn)行大直徑、高強(qiáng)鉚釘?shù)你T接；進(jìn)行難成形材料、大直徑及厚夾層的鉚接；可以在結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)均勻的干涉配合連接。電磁鉚接自動(dòng)化設(shè)備將高能、低重量電磁鉚接動(dòng)力頭應(yīng)用于自動(dòng)鉆鉚機(jī)，同以液壓為鉚接動(dòng)力的自動(dòng)鉚接設(shè)備相比，配置電磁鉚接動(dòng)力頭的自動(dòng)鉚接設(shè)備由于不配備液壓系統(tǒng)及用于承受鉚接后座力的弓形架，可大大簡(jiǎn)化設(shè)備的結(jié)構(gòu)，減少設(shè)備的重量和體積。俄羅斯用于殼體結(jié)構(gòu)和圓筒結(jié)構(gòu)的自動(dòng)化電磁鉚接工作臺(tái)及A320生產(chǎn)線配置有E4000，E5000翼梁裝配系統(tǒng)和C17“環(huán)球霸王”(Globemaster)機(jī)翼梁裝配的

38、第四代自動(dòng)化裝配系統(tǒng)，占地面積很小，但都具有很高的柔性度，有一對(duì)垂直磁軛裝配機(jī)跨越CNC控制的柔性梁安裝型架。另外，該裝配機(jī)上還配有伺服驅(qū)動(dòng)的檢測(cè)探頭和攝像系統(tǒng)，確定機(jī)床及產(chǎn)品的位置和檢測(cè)孔的質(zhì)量，可對(duì)每根梁進(jìn)行自動(dòng)鉆孔、緊固件定位、安裝和鉚接。9.3先進(jìn)制孔技術(shù)國外采用的先進(jìn)制孔設(shè)備除數(shù)控自動(dòng)鉆鉚機(jī)制孔外，還有機(jī)器人制孔、帶激光引導(dǎo)的精密數(shù)控制孔中心。機(jī)器人制孔：由于機(jī)器人具有多自由度的優(yōu)點(diǎn)，特別適合于對(duì)具有復(fù)雜外形結(jié)構(gòu)的高質(zhì)量制孔。它與手工制孔相比可提高效率35倍。F16戰(zhàn)斗機(jī)的垂尾石墨/環(huán)氧復(fù)合材料蒙皮采用機(jī)器人制孔，不僅保證了制孔質(zhì)量，提高了制孔效率，還避免了石墨粉塵對(duì)操作人員的損害。

39、精密數(shù)控加工中心制孔：以F-22為代表的第四代戰(zhàn)斗機(jī)部件裝配采用快速裝配技術(shù)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成模塊形式，?尺寸大；二是飛機(jī)的使用壽命長，要求制孔精度更高、質(zhì)量更精細(xì)，采用了自動(dòng)化激光定位的精密數(shù)控制孔中心制孔。9.4先進(jìn)連接件一架飛機(jī)所用連接件少則幾十萬件，多則幾百萬件。從減重、防腐、抗疲勞、密封、安裝等方面出發(fā)，現(xiàn)代飛機(jī)大量采用鈦合金、新型鋁合金緊固件，而鈦合金緊固件占螺紋緊固件的90，Ti-6Al-4V緊固件占鈦合金緊固件的大多數(shù)。世界各國圍繞著Ti-6Al-4V材料研制、生產(chǎn)出多種系列的鈦緊固件產(chǎn)品。在近20年中，美國研制、生產(chǎn)的金屬結(jié)構(gòu)使用的緊固件主要有高強(qiáng)緊固件、鈦緊固件、防腐緊固件和特

40、殊用途緊固件；著重開發(fā)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)用緊固件系統(tǒng)，如鉚接用鈦鈮鉚釘（鈦鈮實(shí)心鉚釘、鈦鈮空尾鉚釘、雙金屬鉚釘）系列產(chǎn)品，輕型鈦高鎖螺栓，鈦環(huán)槽釘及干涉鈦環(huán)槽釘系統(tǒng)，鈦合金單面螺紋抽釘、干涉抽釘、特大夾層（3.5mm）抽釘系統(tǒng)，用于蜂窩結(jié)構(gòu)的可調(diào)預(yù)載緊固件系統(tǒng)，復(fù)合材料緊固件系統(tǒng)。很多品種已經(jīng)系列化、商品化。9.5長壽命連接技術(shù)現(xiàn)代飛機(jī)都有較高的壽命要求，在機(jī)械連接中影響壽命的工藝因素主要有：孔的加工精度和表面質(zhì)量、連接配合的干涉量和脹緊力實(shí)現(xiàn)的精度等。國外在精密制孔方面，開發(fā)了許多先進(jìn)的鉆型刀具，并采用自動(dòng)化制孔工具和設(shè)備制孔，如自動(dòng)進(jìn)給鉆、自動(dòng)鉆鉚機(jī)、機(jī)器人、激光導(dǎo)引的鉆床、精密加工中心制孔，保

41、證了制孔精度和實(shí)現(xiàn)了光潔制孔。為了提高連接疲勞性能，除采用光潔制孔外，還對(duì)孔表面采用強(qiáng)化工藝，采用干涉緊固件及自動(dòng)化裝配系統(tǒng)保證連接配合所需的干涉量和脹緊力的精度，實(shí)現(xiàn)長壽命連接。9.6無外形卡板型架裝配技術(shù)數(shù)字化傳遞技術(shù)、精確成形技術(shù)、高精度的數(shù)控加工技術(shù)以及整體結(jié)構(gòu)件的剛性是無外形卡板型架裝配技術(shù)的基礎(chǔ)，無外形卡板型架裝配系統(tǒng)主要由激光跟蹤定位儀（或電子徑緯測(cè)量?jī)x）和裝配平臺(tái)等組成。無外形卡板型架裝配技術(shù)可實(shí)現(xiàn)模塊化，通用性強(qiáng)，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短。產(chǎn)品裝配定位準(zhǔn)確，部件裝配開敞，效率高，發(fā)達(dá)國家已在軍機(jī)、民機(jī)裝配中廣泛應(yīng)用。無損檢測(cè)技術(shù)無損檢測(cè)為產(chǎn)品提供內(nèi)部質(zhì)量信息，既可作為產(chǎn)品評(píng)價(jià)的依據(jù)，也

42、為工藝分析提供參考信息。西方國家非常重視無損檢測(cè)技術(shù)研究，并開發(fā)了許多先進(jìn)的無損檢測(cè)設(shè)備。10.1超聲檢測(cè)技術(shù)超聲檢測(cè)利用聲波在物理介質(zhì)（如被檢測(cè)材料或結(jié)構(gòu)）中傳播時(shí)，通過被檢測(cè)材料或結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在的缺陷處，聲波會(huì)改變?cè)瓉淼膫鞑ヒ?guī)律，如產(chǎn)生折射、反射、散射或劇烈衰減等，通過分析這些規(guī)律的變化，就可以建立缺陷同被檢測(cè)物理量與聲波的幅度、相位、頻率特性、聲速、傳播時(shí)間、衰減特性等之間的相關(guān)關(guān)系。由于聲波的傳播特性與被檢測(cè)材料或結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系，因此通常需要根據(jù)被檢測(cè)對(duì)象研究制定相應(yīng)的超聲檢測(cè)方法和檢測(cè)技術(shù)。超聲檢測(cè)是目前復(fù)合材料和焊接結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的最為重要、最為廣泛的無損檢測(cè)方法，可檢測(cè)出復(fù)合材料結(jié)

43、構(gòu)中的分層、脫粘、氣孔、裂縫、沖擊損傷和焊接結(jié)構(gòu)中的未焊透、夾雜、裂紋、氣孔等缺陷，缺陷定性定量準(zhǔn)確。超聲檢測(cè)通常利用壓電傳感器產(chǎn)生和接收超聲波。國外大多數(shù)飛機(jī)制造廠在生產(chǎn)中都采用了先進(jìn)的多坐標(biāo)數(shù)控掃描自動(dòng)成像超聲無損檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品檢測(cè)。10.2射線檢測(cè)當(dāng)射線通過被檢測(cè)材料或結(jié)構(gòu)時(shí)，射線的強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生衰減，這種強(qiáng)度的變化與被檢測(cè)材料或結(jié)構(gòu)內(nèi)部密度均勻性有關(guān)，射線檢測(cè)基于這種原理來檢測(cè)零件內(nèi)部的缺陷。感光膠片是X射線檢測(cè)的記錄介質(zhì)，當(dāng)被測(cè)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在X射線透射方向存在可檢缺陷時(shí)，感光膠片就會(huì)以黑度變化的形式記錄缺陷引起的射線強(qiáng)度變化。也可以將這種缺陷引起的射線強(qiáng)度變化通過感光屏、圖像增強(qiáng)儀和利

44、用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)輔助成像顯示。國外大型飛機(jī)制造廠家都有大型多坐標(biāo)的射線檢測(cè)成像設(shè)備用于產(chǎn)品的檢測(cè)。美國和其他一些國家還開發(fā)了便攜式射線檢測(cè)設(shè)備，用于外場(chǎng)檢測(cè)。10.3激光超聲技術(shù)激光超聲檢測(cè)是利用激光束與被檢測(cè)物體表面相互作用，激勵(lì)產(chǎn)生寬帶超聲波。按接收方式目前主要可分為兩大類：（1）利用光學(xué)方法接收激光束在被檢測(cè)材料中產(chǎn)生的超聲信號(hào)；（2）利用壓電傳感器接收超聲信號(hào)。激勵(lì)光束與被檢測(cè)物體表面不需要保持嚴(yán)格的垂直等固定的角度關(guān)系，不要復(fù)雜的掃查機(jī)構(gòu)，因此，激光超聲特別容易實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)化掃描檢測(cè)。目前，美、俄、法、加拿大等國家已用于復(fù)合材料、膠接結(jié)構(gòu)和焊接結(jié)構(gòu)的室內(nèi)外無損檢測(cè)。這一技術(shù)既具有超聲

45、檢測(cè)缺陷定量定性準(zhǔn)確、又具有非接觸的特點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的準(zhǔn)確快速的無損檢測(cè)，被認(rèn)為是21世紀(jì)的無損檢測(cè)技術(shù)。數(shù)字化設(shè)計(jì)制造和管理技術(shù)長期以來，飛機(jī)設(shè)計(jì)制造一直遵循著傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)、模線樣板、標(biāo)準(zhǔn)樣件方法，這種模擬量傳遞路線長誤差大，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長，使用保管不方便，更改費(fèi)時(shí)費(fèi)工，成本高，弊端很大。數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)則完全改變了上述工作方法，它借助于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采用三維數(shù)字化定義，把飛機(jī)的結(jié)構(gòu)和零件全部用三維實(shí)體描述出來，并且把各種技術(shù)要求、設(shè)計(jì)說明、材料公差等非幾何信息以及各結(jié)構(gòu)之間的相對(duì)位置表示清楚。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行虛擬裝配，檢查零部件之間是否發(fā)生干涉以及它們之間的間隙，排除某些設(shè)計(jì)的不合理性，最終形成數(shù)字樣機(jī)。數(shù)字樣機(jī)作為制造依據(jù)，基本上實(shí)現(xiàn)了精確設(shè)計(jì)，極大