西飞采用自动制孔生产线生产出的C919飞机已完成应用验证

西飞C919活动翼面自动制孔生产线完成首架机应用验证

近日，由航空工业西飞首次采用C919活动翼面自动制孔生产线加工的C919飞机4个活动面顺利交付客户，标志着该生产线正式具备产品加工能力，相较之前效率提升3倍，为C919飞机提速增效奠定了坚实的技术基础。C919活动翼面复材应用多、尺寸大、叠层厚，产品加工难度大，西飞尚未有对大尺寸复合材料活动翼面自动制孔的经验。为此，西飞机翼装配厂数字化团队成立了活动翼面自动制孔专项攻坚团队，对机器人制孔压紧力、进给速度、转速等各项加工参数不断进行探索和验证，形成定制化加工方案。攻坚团队解决了复合材料容易分层、劈裂以及进给速度慢导致加工效率低的问题。他们积极学习前期数字化设备应用经验，通过仿真分析、工艺参数试验、工艺流程优化、风险分析及预防、制孔方案改进等措施，提高验证效率和产品质量。

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不断扩展的自动钻铆技术

在大飞机领域，有统计说70%的飞机机体疲劳失效事故源于结构连接部件的疲劳失效，其中又有80%的疲劳裂纹发生于连接孔处。传统的手工制孔质量一致性差，效率低，制孔精度难以保证，铆接连接件的质量受铆接方法、铆接干涉量及铆钉种类等多种因素的影响。因此，随自动控制技术的发展，在飞机蒙皮等壁板上采用自动打孔和铆接得到广泛应用，在批量生产的飞机当中已经很少有采用手工制孔的部位，大部分都采用了自动钻铆技术。

A350飞机的壁板类零件的自动钻铆。

有资料显示，手工钻铆效率平均为15s/钉、手工铆接镦头高度公差为±0.5mm，而自动钻铆效率最快能达到3s/钉，公差能达到±0.05mm。自动钻铆的设备主要有龙门式、C型架式以及机器人自动钻铆系统等，这些形式的设备各有优势。国外自动钻铆设备主要公司有美国GEMCOR、Electroimpact、德国BROETJE、意大利B&C等，而经过几十年发展，自动钻铆设备已能够自动完成定位、制孔、送钉、铆接及检测功能，也在几乎所有商用飞机的生产中得到了广泛应用。

国外自动钻铆设备主要供应商。

随着国内转包生产规模的增加，ARJ21、C919 等新飞机的研制与生产，在国内自动钻铆技术也得到越来越多的应用。因为民用飞机的零件生产需要高度的程序化，对零件生产的一致性要求很高，而且还要保证足够的生产效率，采用手工制孔和铆接显然已经无法满足商用飞机零件生产的需要，所以采用自动钻铆来实现高效率高质量的生产。

Aritex公司用于C919的水平尾翼装配线，其中就包括两台高精度自动钻孔设备。

复合材料加工难在哪里

在C919的活动翼面上面，复合材料用量较高，而且有复材和金属零件的机械连接，这就要求在复合材料和金属壁板上同时打孔。而复合材料和金属材料的性质不同，对打孔的工艺要求也不同。复合材料结构制孔易出现分层和偏心，需切削速度高、进给量小，这样可以避免复合材料壁板的钻孔出口后产生分层和毛刺。一般看来，在钻头转速需求方面钛合金