鋼鐵顯微組織
[拼音]:feiji zhizao
[英文]:aircraft manufacturing
按設計要求製造飛機的過程。通常飛機制造僅指飛機機體零構件製造、部件裝配和整機總裝等。飛機的其他部分,如航空發動機、儀表、機載裝置、液壓系統和附件等由專門工廠製造,不列入飛機制造範圍。但是它們作為成品在飛機上的安裝和整個系統的聯結、電纜和導管的敷設,以及各系統的功能除錯都是總裝的工作,是飛機制造的一個組成部分。
製造過程
飛機機體制造要經過工藝準備、工藝裝備的製造、毛坯的製備、零件的加工、裝配和檢測諸過程。飛機制造中採用不同於一般機械製造的協調技術(如模線樣板工作法)和大量的工藝裝備(如各種工夾具、模胎和型架等),以保證所製造的飛機具有準確的外形。工藝準備工作即包括製造中的協調方法和協調路線的確定(見協調技術),工藝裝備的設計等。飛機機體的主要材料是鋁合金、鈦合金、鎂合金等,多以板材、型材和管材的形式由冶金工廠提供。飛機上還有大量鍛件和鑄件,如機身加強框,機翼翼樑和加強肋多用高強度鋁合金和合金鋼鍛造毛坯,這些大型鍛件要在300~700兆牛(3~7萬噸力)的巨型水壓機上鍛壓成形。零件加工主要有鈑金零件成形、機械加工和非金屬材料加工。金屬零件在加工中和加工後一般還要熱處理和表面處理。飛機的裝配是按構造特點分段進行的,首先將零件在型架中裝配成翼樑、框、肋和壁板等構件,再將構件組合成部段(如機翼中段、前緣,機身前段、中段和尾段等)。最後完成一架飛機的對接。裝配中各部件外形靠型架保證,對接好的全機各部件相對位置,特別是影響飛機氣動特性的引數(如機翼安裝角、後掠角、上反角等)和飛機的對稱性,要通過水平測量來檢測。在各部件上都有一些打上標記的特徵點,在整架飛機對接好後,用水平儀測出它們的相對位置,經過換算即可得到實際引數值。總裝工作還包括髮動機、起落架的安裝調整,各系統電纜、導管的敷設,天線和附件的安裝,各系統的功能試驗等。總裝完成後,飛機即可推出外場試飛。通過試飛調整,當飛機各項技術性能指標達到設計要求時即可交付使用。
製造方法和特點
飛機制造從零件加工到裝配都有不同於一般機器製造的特點。
機體零件加工
飛機生產的批量小,生產中還要經常修改,所以飛機鈑金零件(蒙皮、翼肋、框等)的製造力求用簡單的模具。廣泛應用橡皮成形、蒙皮拉形、拉彎等鈑金成形技術,儘量採用塑料製造成形模具。現代飛機尺寸增大,蒙皮厚度增加,以及成形效能較差的鈦合金、鈹合金、不鏽鋼板材的應用,對鈑金成形技術提出更高的要求。不斷使用各種大尺寸、大功率的型材拉彎機、蒙皮拉型機、強力旋壓機和壓力超過100兆帕(約1000公斤力/釐米2)的橡皮成形壓床。同時一些新的加工方法,如超塑性成形、加熱成形、真空蠕變成形、半模或無模成形技術不斷湧現。
現代飛機上廣泛應用的大型整體結構件,如機翼整體壁板、翼樑、加強框等,它們形狀複雜、切削加工量大、自身剛度差,需要在工作臺面很大(有的長達數十米)的、帶有多個高速銑削頭的現代數控銑床上加工。整體壁板的加工還需帶真空吸盤的大面積工作臺(見整體壁板製造)。加工立體形狀複雜的大型框架,如座艙風擋骨架、艙門、窗框等,還需要採用多座標聯動的數控銑床或立體靠模銑床(見數控加工)。此外,為加工切削效能不好的材料和形狀複雜的零件,還廣泛採用電加工、化學銑切等特種加工工藝。
複合材料在飛機結構上的應用日益增多,現已成功地用於製造艙門、舵面、垂直尾翼和直升機的旋翼。複合材料構件由高強度纖維與樹脂複合,在模具中加溫、加壓制成。所用裝置是自動鋪帶機、預浸帶和預浸布成形機等。複合材料構件製造的關鍵問題是要控制構件的變形,要求細緻研究鋪層工藝、模壓技術,並在加工中精確地控制溫度和壓力變化。
機體裝配
飛機制造中裝配工作量佔直接製造(即不包括生產準備、工藝裝備製造)工作量的50%~70%,現代飛機的零件連線方法以鉚釘連線為主,在重要接頭處還應用螺栓連線。這種連線方法簡便可靠,但是鑽孔、鉚接多是手工操作,工作量很大。應用自動壓鉚機可以提高鉚接生產率,改進鉚接質量,同時也可改善裝配工人的勞動條件。為了增加使用成組壓鉚的比例,要在構造上將飛機各部件分解成許多壁板件。
焊接
也是飛機制造中常用的連線工藝(見焊接技術)。熔焊用於起落架、發動機架等鋼製件的連線。接觸點焊和滾焊用於不鏽鋼和鋁合金鈑金件的連線。金屬膠接用於製造蜂窩結構。膠接製件表面光滑,疲勞特性好,但對於膠接面的準備、加溫、加壓控制都有嚴格要求。現代飛機制造中還廣泛採用電子束焊、鈦合金擴散連線、膠鉚、膠接、螺接、膠接點焊等多種連線工藝。
飛機制造的機械化和自動化程度比較低,特別是飛機部件裝配和總裝工作,手工勞動是主要工作方式。加之飛機制造中要使用大量的成形模胎、模具、裝配型架和供協呼叫的標準工藝裝備(樣板、標準樣件等),使得生產準備工作十分繁重,飛機生產的週期比較長。應用計算機輔助設計和製造技術可以提高飛機生產的自動化程度,大量壓縮生產準備工作量和縮短飛機生產的週期。