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小小丸粒助力中國大飛機(jī)騰飛

發(fā)布時(shí)間:2014.05.20    點(diǎn)擊數(shù): 97073


數(shù)控噴丸成形高筋整體壁板模擬件


ARJ21飛機(jī)外翼下翼面整體壁板

        2008年11月28日,在上海大場機(jī)場,首架具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)ARJ21噴氣式客機(jī)伴隨著巨大的轟鳴聲于12時(shí)23分沖天而起,翱翔藍(lán)天一小時(shí)之后返回,于13時(shí)24分平穩(wěn)降落機(jī)場。這標(biāo)志著國產(chǎn)ARJ21飛機(jī)首飛成功,標(biāo)志著中國已經(jīng)具備先進(jìn)客機(jī)制造實(shí)力。.

 

        大家可曾知道:ARJ21飛機(jī)研制成功絲毫離不開尺寸大小不足4毫米甚至更小的小小丸粒,ARJ21飛機(jī)超臨界機(jī)翼壁板復(fù)雜氣動(dòng)外型面研制成功更離不開這些小小的丸粒。毫不夸張地講,小小丸粒成就了ARJ21飛機(jī),小小丸粒成就了中國民機(jī)產(chǎn)業(yè)。

丸粒雖小,效果神奇。丸粒選用砂子,可用于清理鑄件吹砂、鍛件除氧化皮、鋼鐵制品除銹以及表面修飾等;令人稱奇的是丸粒也可以選用面粉,用于清理飛機(jī)油漆涂層等。丸粒選用玻璃丸,主要用于噴丸強(qiáng)化,通過在金屬構(gòu)件表面100%飽和噴丸而形成均勻分布的壓應(yīng)力層,提高其抗疲勞和耐腐蝕性能。丸粒選用鋼鐵丸或陶瓷丸,主要用于噴丸強(qiáng)化和噴丸成形。其中,噴丸成形是指利用高速彈丸有選擇地、逐步地撞擊金屬構(gòu)件表面而最終使其獲得所需外型。ARJ21飛機(jī)超臨界機(jī)翼整體壁板就是采用噴丸成形技術(shù)獲得復(fù)雜氣動(dòng)外型的。

 

        噴丸成形由噴丸強(qiáng)化發(fā)展而來。上世紀(jì)50年代初期噴丸成形技術(shù)被首次應(yīng)用于Constellation飛機(jī)機(jī)翼壁板噴丸成形。噴丸成形由于具有無需成形模具、準(zhǔn)備周期短、場地占用少、設(shè)備適用性廣及加工成本低,而且經(jīng)過后序飽和噴丸可以明顯提高構(gòu)件疲勞壽命和耐腐蝕性能等顯著優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)整體壁板的成形,如20世紀(jì)60年代末以來的波音747、本世紀(jì)初期至今的空客A380等。噴丸成形一直是飛機(jī)機(jī)翼整體壁板首選甚至是唯一的成形手段。

 

        國內(nèi)噴丸成形技術(shù)研究起步較晚,始于20世紀(jì)60年代末期。中航工業(yè)北京航空制造工程研究所(以下簡稱"制造所")是國內(nèi)唯一從事壁板噴丸成形技術(shù)研究的科研單位。萬事開頭難,技術(shù)資料的極其匱乏使當(dāng)時(shí)開展噴丸成形技術(shù)研究困難重重。制造所積極探索噴丸成形工藝,由摸索噴丸變形規(guī)律、落實(shí)彈丸供給、開發(fā)噴丸設(shè)施以及初步應(yīng)用研究,到自主研制電氣控制噴丸機(jī)并配套相關(guān)主機(jī)廠,分別應(yīng)用于殲6、殲7、殲8、運(yùn)7、轟6等飛機(jī)機(jī)翼機(jī)身壁板的噴丸成形;至20世紀(jì)80年代末期,制造所基本掌握了針對(duì)直紋翼型機(jī)翼整體壁板以噴丸成形為主的、以機(jī)械校形和榔頭敲擊為輔的噴丸成形工藝,建立了飛機(jī)壁板噴丸成形技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),編寫完成相關(guān)工程手冊(cè),基本構(gòu)建完成噴丸成形技術(shù)體系及其設(shè)備配套??傮w而言,這一時(shí)期噴丸成形技術(shù)研究成效顯著,基本滿足了上述二代機(jī)機(jī)翼整體壁板的噴丸成形需要,為日后深入開展研究工作奠定了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。但是,由于受客觀條件限制、壁板外型及其技術(shù)要求低、技術(shù)自身發(fā)展規(guī)律制約等因素影響,機(jī)翼壁板噴丸成形尚無法擺脫機(jī)械校形和榔頭敲擊,因此國內(nèi)這一時(shí)期的機(jī)翼壁板噴丸成形尚不屬于真正意義上的(純)噴丸成形。

 

        20世紀(jì)90年代初,國內(nèi)噴丸成形技術(shù)研究迎來第二個(gè)高潮。制造所作為型號(hào)攻關(guān)項(xiàng)目技術(shù)顧問和參研單位,面對(duì)噴丸成形專業(yè)技術(shù)人才匱乏、僅有的少數(shù)專業(yè)人員知識(shí)老化、與國外數(shù)控噴丸工藝及設(shè)備存在代差等嚴(yán)峻問題,精心選型并引進(jìn)國內(nèi)首臺(tái)數(shù)控噴(拋)丸機(jī),到20世紀(jì)90年代中期,掌握了機(jī)翼6米級(jí)整體壁板噴(拋)丸成形技術(shù),使國內(nèi)噴丸成形技術(shù)跨入數(shù)控時(shí)代。同期,制造所自主研制成功國內(nèi)首臺(tái)數(shù)控噴(拋)丸機(jī)。相關(guān)工藝和設(shè)備研究成果分別榮獲部級(jí)科技成果獎(jiǎng)。

 

        20世紀(jì)90年代中期,制造所利用自主研制的技術(shù)數(shù)控噴丸機(jī),系統(tǒng)研究數(shù)控噴丸成形基本規(guī)律,重點(diǎn)開發(fā)預(yù)應(yīng)力噴(拋)噴丸成形技術(shù)。針對(duì)亞歐快車AE100飛機(jī)研制需求,在國內(nèi)首次探索研究超臨界機(jī)翼整體壁板噴(拋)丸成形技術(shù),最終形成具有珍貴價(jià)值的超臨界機(jī)翼整體壁板噴(拋)丸成形技術(shù)思想。此外,AE100飛機(jī)開創(chuàng)了國內(nèi)超臨界機(jī)翼及其整體壁板噴(拋)丸成形技術(shù)研究新紀(jì)元。

 

        本世紀(jì)初,屢挫屢戰(zhàn)的國內(nèi)民機(jī)產(chǎn)業(yè)誓死一搏,決心自主研制ARJ21噴氣式支線飛機(jī)。制造所作為項(xiàng)目組長和參研單位,開展ARJ21飛機(jī)超臨界機(jī)翼整體壁板噴丸成形技術(shù)研究。與過去直紋或以直紋為主的機(jī)翼整體壁板沿等百分線逐窄條噴丸成形截然不同,超臨界機(jī)翼整體壁板沒有等百分線而且外型不但弦向彎曲且展向彎折并扭轉(zhuǎn),其噴丸成形困難之大無異于老虎吃天。最終,制造所打破國外技術(shù)壟斷和封鎖,攻克了ARJ21超臨界機(jī)翼整體壁板噴丸成形技術(shù),使中國成為世界上第三個(gè)掌握超臨界機(jī)翼整體壁板噴丸成形技術(shù)的國家,掌握了民機(jī)研制和生產(chǎn)的重大、關(guān)鍵及核心技術(shù),研究成果榮獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。至此,我國徹底擺脫了對(duì)機(jī)械校形和榔頭敲擊的嚴(yán)重依賴,實(shí)現(xiàn)了真正意義上的噴丸成形,國產(chǎn)飛機(jī)6~9萬飛行小時(shí)壽命不再是奢望。這些研究成果奠定了國內(nèi)民機(jī)研制、生產(chǎn)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),在國內(nèi)民機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展史上留下了濃墨重彩的一筆。

 

        近年來,依然不能制造大型飛機(jī)的殘酷現(xiàn)實(shí)與日益雄厚的國家實(shí)力極不相稱,國家大飛機(jī)發(fā)展規(guī)劃被不失時(shí)機(jī)地推出。減重是飛機(jī)一貫的追求目標(biāo),帶筋特別是高筋整體壁板具有優(yōu)異的減重效果、結(jié)構(gòu)效率及密封效果,一直為國內(nèi)外大飛機(jī)所青睞。但是隨著筋條高度增加,帶筋整體壁板噴丸成形技術(shù)難度急劇增大。然而,當(dāng)時(shí)在國內(nèi)帶筋整體壁板噴丸成形被認(rèn)為是禁區(qū),不具備帶筋整體壁板噴丸成形技術(shù)能力,更別說高筋整體壁板噴丸成形。為此,制造所針對(duì)筋高創(chuàng)造國際紀(jì)錄的大型復(fù)雜帶筋整體壁板噴丸成形這一世界性難題,開展大型復(fù)雜帶筋整體壁板噴丸成形技術(shù)研究,最終突破了過去的一個(gè)個(gè)噴丸成形禁區(qū)和堡壘,攻克了大型復(fù)雜帶筋整體壁板噴丸成形技術(shù)難題,執(zhí)國際帶筋整體壁板噴丸成形技術(shù)之牛耳,為國產(chǎn)大飛機(jī)研制奠定了堅(jiān)實(shí)可靠的技術(shù)基礎(chǔ)。

 

        未來,一個(gè)前途無限的中國需要一個(gè)無比強(qiáng)大的航空工業(yè),一個(gè)強(qiáng)盛的航空工業(yè)將為噴丸成形技術(shù)提供廣闊而美好的發(fā)展空間,小小丸粒將繼續(xù)創(chuàng)造一個(gè)又一個(gè)神奇。

        關(guān)于良時(shí)智能 About Liangshi InteRobot:
        上海良時(shí)智能科技股份有限公司(股票代碼:837430 厚積薄發(fā) 持續(xù)創(chuàng)新),為全球客戶提供智能制造和表面處理系統(tǒng)解決方案,從業(yè)30多年,是一個(gè)集研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、工程安裝、工程咨詢于一體的專業(yè)化制造及自動(dòng)化智能控制系統(tǒng)集成公司,能為客戶解決:
        Shanghai Liangshi InteRobot Technology Corporation (Stock Code: 837430 Accumulate richly and break forth vastly; innovate continuously) provides surface treatment sandblasting system solution for global customers. By engaging in this industry for more than twenty years, we're a professional manufacturing and automatic intelligent control system corporation, which integrates researching, designing, manufacturing, project installation and project consulting. We can provide our customers with:
        1、化學(xué)表面處理噴拋丸、噴丸強(qiáng)化設(shè)備、熱噴涂和涂裝設(shè)備工藝系統(tǒng)解決方案和工藝裝備;
              We provide process system solution and process equipments of surface treatment sandblasting shot blasting, shot peening, enameling, thermal spraying, coating equipment.
        2、智能制造自動(dòng)化機(jī)器人應(yīng)用工藝系統(tǒng)解決方案和工藝裝備;
              We provide professional system solution and process equipments of automation and robot technology application.
        3、食品乳品、制藥、生物、制冷、石油化工、船舶制造、能源、造紙、紡織系統(tǒng)領(lǐng)域承壓系統(tǒng)集成整體解決方案;
              We provide professional integrated solution for pressure bearing system in fields of food dairy, biopharmaceutical, refrigerating, petrochemical, marine engineering, energy, paper-making, fabrics, etc.
        4、涂裝環(huán)保設(shè)備:VOC廢氣、廢水、粉塵處理和噪音治理系統(tǒng)工藝解決方案和工藝裝備。
              We provide environment protection blasting and painting equipment: process solution and equipment of VOCs waste gas, waste water, dust, noise treatment system.
         5、專業(yè)提供壓力容器設(shè)計(jì)制造:為食品乳品、生物制藥、水處理、制冷、石油化工、船舶海工、電力能源、造紙紡織、有色金屬等領(lǐng)域提供承壓系統(tǒng)集成整體解決方案。
              Professionally provide the design and manufacture of pressure vessels: providing overall solutions for pressure system integration in the fields of food and dairy, biopharmaceutical, water treatment, refrigeration, petrochemical, shipbuilding and marine engineering, power and energy, paper and textile, non-ferrous metals and other fields.
        企業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)品如下 The leading products of our company are as follows:
        主營業(yè)務(wù):智能制造和表面處理工程系統(tǒng)集成的設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。
        Main business: design, research, production and sales of surface treatment engineering system integration.
        六類主要產(chǎn)品:自動(dòng)化涂裝生產(chǎn)線、智能機(jī)器人噴涂系統(tǒng)、自動(dòng)化噴拋丸生產(chǎn)線、智能機(jī)器人噴拋丸強(qiáng)化系統(tǒng)、自動(dòng)化熱噴涂系統(tǒng)、涂裝節(jié)能環(huán)保設(shè)備。
        Six main product categories are: automatic painting production line, intelligent robot painting system, automatic shot/wheel blasting production line, intelligent robot shot peening system, automatic thermal spraying system, energy saving and environmental protection equipment for painting.
        產(chǎn)品主要應(yīng)用于:新材料、新能源、工程機(jī)械、汽車制造、集裝箱、船舶海洋工程、航空航天、港口橋梁、電子電氣、環(huán)保工程、印刷造紙機(jī)械、醫(yī)療機(jī)械、紡織機(jī)械等領(lǐng)域。
        The products are mainly applied in: new materials, new energy, engineering machinery, automobile manufacturing, containers, marine engineering, aeronautics and astronautics, port bridges, electronic and electrical, environmental protection engineering, printing and papermaking machinery, medical machinery, textile machinery and so on.
        公司生產(chǎn)的表面工程系統(tǒng)集成具備智能、自動(dòng)化的特點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)化控制,因而屬于自動(dòng)化裝備。根據(jù)《高端裝備制造業(yè)“十二五”規(guī)劃》中對(duì)高端裝備的定義“主要包括傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的高技術(shù)高附加值裝備”,公司產(chǎn)品屬于高端裝備,是為國民經(jīng)濟(jì)其他行業(yè)提供技術(shù)裝備的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。
        The surface engineering system of our company integrates the characteristics of intelligence and automation, it can realize the automatic control of industrial production process, so it belongs to automatic equipment. According to the definition of premium-end equipment of 《The 125th programme of premium-end equipment manufacturing industry》, “it mainly includes the high technology and high value-added equipment required by traditional industrial transformation upgrading and the development of strategic new-emerging industries”. The company's products belong to the premium-end equipment, which is a strategic industry that provides technical equipment for the other industries of the national economy.
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