C919國產大飛機,為何要用德國的機床,難道我國的機床不能用?行業有哪些秘密?
起落架鍛件什么用途?
我國的C919國產大飛機,在建造中,使用德國利勃海爾機床,比如打造起落架的鍛件,需要使用這個機床。起落架鍛件非常重要,支撐飛機起飛,滑行的巨大重力,客機自重加上載客重量動輒百噸,起飛時還是慣性滑行,尤其降落時,從半空向著地面高速砸擊,承重的高強度,對韌度和耐沖擊的參數,要求非常嚴苛。
起落架的鍛件需要確保每一次在飛機起降時,提供可靠的支撐,這就需要承受載荷的能力要極其穩定。
這個起落架鍛件建造難度有多大?
C919起落架使用鍛件體積,長度為3米,重量為1.3噸,結構形狀要和起落架的各個部分銜接,因此形狀很復雜,達到復雜最高等級的S4級。這個建造難度,相當于最高極限難度,鍛造要動用8萬噸的模型鍛壓機,300噸的液壓油推動8萬噸的壓力,30秒之內就完成鍛煉的整個壓制,別小看這區區半分鐘30秒時間,要完成壓力,溫度,時間精準操控,任何小小的偏差和瑕疵,都將會讓鍛件報廢。
在造型復雜,工藝要求精細的前提下,還要保證鍛件承重,對于使用特殊材料300M鋼材,要在超高純凈度的條件下真空高溫冶煉,對設備的要求非常高,因此我國進口德國機床,才能實現高品質的加工。鍛造溫度在1250度左右,精準控制溫度和時間,才能達到鍛件所需要的強度和承重能力。
德國機床好在哪里?
建造一款飛機,是一項非常復雜的綜合工程,僅僅零部件就多達二百多萬個,而使用到的關鍵機床設備,也多達近30種,很多零部件的形狀都非常特殊和復雜,而且薄壁結構的零件很多,角度變化很大,成型精確的前提下,要保障零部件的鍛壓合格,承重穩定,耐高溫耐高速,耐溫差變化也能保持穩定。
這就需要用到工藝特殊的機床設備,德國的機床能達到工藝精細,能達到微米級,比如德瑪吉的5軸聯動機床,可以實現數字化控制,自動化加工,把一塊鋁錠,一次性就能高效切削成山地摩托車的頭盔,最薄的位置只有0.3毫米厚度,德國的哈默機床,能用鋁合金材料,加工出重量為2.1公斤的埃菲爾鐵塔,細節還原度非常高,德國機床的加工工藝究竟能精細到什么程度,可以想象得到。
德國蔡司公司的機床,能達到納米級別,超精密機床能穩定實現微米級別的加工,甚至更高精度也可以達到,針對航空飛行器的建造中,對于零部件的嚴苛要求,德國機床是我國目前使用的輔助設備。
我國建造C919需要使用多少德國機床?
這個信息目前沒有詳細的公開數據,但是航空專家表示,建造飛機包括龍門立式加工中心,五軸聯動等,需要使用不少于28種主要的機床類型,目前有消息顯示,我國建造國產大飛機時,有70%的精細機床,都是從德國進口的。
我國機床不能用嗎?
對比德國機床,優勢較為明顯,德國的機床使用特殊的合金鋼和鑄鐵打造,具有抗變形耐磨好,數控系統無故障運行時間能高達3萬小時,這可見精準度的能力也非常高。
我國機床雖然有所進展,但是在精細程度方面,有明顯欠缺,制造工藝明顯粗糙,加工出的零部件容易出現磨損等情況,容易變形損壞,機床使用壽命有待提高,大修周期較短,一年半左右就需要大修,而且使用中需要調試和維護的頻次較高,故障率也較高。
德國機床大修時間周期為二年半左右,實際上三年左右再修也很少出現大問題,這相當于是我國機床大修期的二倍,再有國產數控機床的無故障運行時間只有1萬小時,是德國機床無故障率3萬小時的三分之一。
中德機床差距體現在哪里?
德國研發機床設備,有著完整的精湛技術體系,同時加大研發投入,不斷為專業升級,我國的機床投入在穩定增加,也有明顯進展,但是在基礎研究,前沿科技方面,都顯得滯后,行業支撐還不夠。通過建造C919暴露出我國機床精度和技術的不足,也能推動我國相關產業的不斷提升,通過不斷改進和優化,力爭最終實現百分百國產,而距離這個目標,看來還有很漫長的一段路要走。
國產零部件,不僅僅是原料和加工,還有重要的加工設備,這一個瓶頸問題,要能解決,中國的航空工業,和綜合學科的發展,都將會飛躍提高。
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