飛機起落架精密加工解決全案：航空零部件性能與安全齊飛，共創航空工業新篇章！
隨著科技的飛速發展，航空工業也迎來了前所未有的機遇與挑戰。其中，飛機起落架作為飛機安全起降的關鍵部件，其精密加工技術的提升對于提高航空零部件性能與安全具有至關重要的作用。本文將重點探討飛機起落架精密加工解決全案，以期為航空工業的發展提供有益的參考。
一、飛機起落架精密加工的重要性
飛機起落架是飛機起降過程中的重要支撐部件，其性能與安全直接關系到飛機的正常運營與乘客的生命安全。在飛機起落架的制造過程中，精密加工技術的運用對于提高起落架的性能與安全性具有決定性的作用。通過精密加工，可以有效降低起落架的重量，提高其強度、韌性和耐腐蝕性等性能，從而確保飛機起降的安全與平穩。
二、飛機起落架精密加工解決全案的實施
為了實現航空零部件性能與安全的齊飛，我們需要從多個方面入手，打造一套完整的飛機起落架精密加工解決全案。
精密鑄造技術
精密鑄造技術是制造飛機起落架的關鍵技術之一。通過精密鑄造，可以將起落架的復雜結構完整地呈現出來，避免了傳統加工方法的局限性和誤差。同時，精密鑄造技術還可以有效提高起落架的韌性和耐腐蝕性，為飛機的安全起降提供有力保障。
表面強化技術
表面強化技術是提高飛機起落架性能的重要手段。通過表面強化處理，可以顯著提高起落架的耐磨性、耐腐蝕性和抗疲勞性能，從而延長起落架的使用壽命。目前常用的表面強化技術包括噴丸強化、激光強化和離子注入等。
數字化加工技術
數字化加工技術是現代制造行業的重要發展方向。通過引入數字化加工技術，可以實現飛機起落架的精確制造和快速原型制造，提高生產效率和產品質量。數字化加工技術還可以為起落架的設計和優化提供強有力的支持，為航空工業的創新發展注入新的活力。
三、結論與展望
隨著航空工業的不斷發展，飛機起落架精密加工解決全案的應用將越來越廣泛。通過精密鑄造、表面強化和數字化加工等技術的應用，我們可以有效提高飛機起落架的性能與安全性，為航空工業的發展做出重要貢獻。未來，隨著新材料、新工藝和新技術的不斷涌現，飛機起落架精密加工將迎來更加廣闊的發展空間。我們相信，在全體航空工業從業者的共同努力下，航空工業必將迎來更加輝煌的明天！
「飛機起落架」精密加工解決全案，實現航空零部件性能與安全齊飛
安全起航，精準降落！跨越千里的飛行之旅，細看精密加工技術對起落架系統高效運行和飛機整體安全的精密使命！
——PME觀點
飛機起落架
每一個零部件的精雕細琢
小小的起落架
承載著生命必須承受之重！
起落架與機體、發動機、航電系統共同構成現代飛機的四大主要系統。起落架又被稱為“生命的落腳點”或“飛機的腿腳”，它在飛機起飛、著陸、地面滑行和停放過程中起著至關重要的承力作用。
起落架分為主起落架和前起落架，重量約占飛機總重量的3.5%-5.0%，占飛機結構重量約10%-15%。起落架的制造工序復雜且專業性強，是飛機機載系統中結構最復雜的構件之一，涉及到上千種零件，且對每一個零件的精度和一致性有著嚴苛的標準。
例如，起落架關鍵零部件包括主支柱、扭矩連桿、深孔加工的前/主起活塞桿、外筒和輪軸等。其中，主支柱需要在著陸時承受飛機的重量，需要一定的高精度和強度；扭矩連桿則用于防止起落架旋轉而提供必要的靈活性。
航空領域的隱形英雄
飛機起落架的精密使命！
這些零部件多由難切削加工的超高強度鋼和鈦合金等先進材料制成，具有熱性差、塑性小、化學活性高等特點，而且機械加工量大、材料利用率低，同時還要滿足高強度、高韌性、耐腐蝕、抗疲勞等要求。
因此，起落架的技術水平和零部件可靠性對于飛機整體的性能和使用至關重要。為了加工這些精密零件，確保飛機的安全運行，相關產商有時需要根據飛機的使用環境和特殊要求進行定制化設計，以滿足不同飛機的需求。近年來，隨著民用航空飛機持續上漲的應用需求，相應的航空精密零部件制造企業也得到了快速發展。
值得一提的是，中航飛機起落架有限責任公司在航空領域取得了顯著成就，特別是在國產大型客機C919項目中，公司負責提供關鍵的主起落架模型，這標志著公司在高端民機起落架制造領域的進一步突破，緊隨其在新型渦扇支線飛機ARJ21項目起落架批量交付后的又一重要里程碑。此外，中航（航空工業起落架）還成功自研并集成交付了AG600大型滅火/水上救援兩棲飛機的起落架系統，為我國航空工業和飛機起落架設計與制造領域做出了重要貢獻。
關鍵性技術突破
主起落架關鍵鍛件全部實現國產化！
2023年5月28日，國產大型客機C919成功完成首次商業飛行，這標志著我國在高端制造業上取得了重要進展。這款飛機的百余零部件都由國內生產制造，國產化率約為50%-60%。
并且C919已實現主起落架關鍵鍛件的全部國產化，主起落架外形輪廓、尺寸、重量數據等技術指標均符合中國民航局適航規章要求。然而，在航空制造市場迅速發展的背景下，我們仍需進一步提升航空零部件技術水平。
飛機起落架是承受巨大力學負荷的關鍵組件，其精密加工技術對于確保整機性能和安全至關重要。隨著科技的進步，新材料和新工藝的廣泛應用在提升起落架的性能和可靠性方面起到了顯著作用。
通過采用先進的制造技術和材料科學成果，起落架的設計和生產不斷優化，能夠滿足日益嚴苛的航空標準和運營要求。
飛機起落架關鍵零部件
精密加工技術解決方案
精密磨削技術解決方案
在航空航天制造領域，制造技術正朝著高性能、精密化和數字化等方向發展。以大型客機的飛機起落架為例，其制造周期通常需要六個月，并且所有金屬零件都需要經過磨削來達到最佳表面狀態。為了實現這一目標，通常會使用數控內外圓復合磨床、數控精密磨削或多軸聯動的磨削裝備等先進設備和技術。
例如，C919飛機起落架的磨削裝備來源于達諾巴特集團的DANOBAT馬鞍磨床DANUNI。該磨床集成了起落架工件內外磨削功能，采用工作臺移動式結構，可進行內圓磨削、外圓磨削、拋光磨削、螺紋車削和臥式車削等多種加工方式，并支持剛玉砂輪、CBN砂輪和金剛石砂輪的使用。該磨床可以用于精密磨削各種飛機起落架的外圓和內孔，包括復雜形狀活塞的內孔和外圓。
DGC達諾巴特集團
飛機起落架前、主起活塞桿、外筒、輪軸等零件均為細長筒形件，使用刀具切削加工會導致磨損嚴重，同時刀桿剛性不足和刀具耐用度過低等問題會影響零件加工的表面粗糙度和尺寸精度。因此，深孔加工技術為飛機起落架的制造提供了重要的技術支持。
深孔加工技術主要依靠特定的鉆削技術，對長徑比大于10的深孔孔系和精密淺孔進行鉆削加工。通常需要使用專用的深孔鉆床，通過一次走刀便可獲得理想的加工效果，如零件表面的光潔度、尺度精度和孔位置的準確性。在起落架制造過程中，可以采用專用數控加工設備來滿足具體的需求。
去毛刺技術解決方案
隨著飛機起落架零件結構日益復雜，加上難以加工的材料屬性，去毛刺技術已成為不可或缺的重要環節。傳統的噴砂、機械拋光等工藝可能會對零件表面造成損傷或破壞其精密尺寸。
這里重點一提，好優利的倒角刀具在飛機起落架零部件去毛刺環節中的應用，其精密刀具專門用于執行孔口正反面去毛刺和倒角等多種加工任務，以達到高精度和高品質的制造標準。
例如，在去除孔口毛刺的過程中，其刀具能夠一次性完成正反兩面的處理，確保毛刺被徹底消除，避免潛在的故障風險。同時，刀具還適用于倒角和锪沉孔操作，從而進一步提升起落架組件之間的配合精度和長期耐用性。
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好優利精密刀具
起落架零部件除了使用高強度金屬材料（鋼、鈦、鋁合金等）來制造，還有很多飛機使用了先進復合材料。隨著復合材料在航空領域的應用越來越廣泛，直升機和小型飛機的復合材料用量將達到70%-80%左右。
例如，“由北京航空材料研究院研制的PEEK/AS4C熱塑性樹脂單向碳纖維預浸料及其復合材料具有優異的抗斷裂韌性、耐水性、抗老化性、阻燃性和抗疲勞性能，適合制造飛機主承力構件，可在120℃下長期工作，已用于飛機起落架艙護板前蒙皮。”
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復合材料在加工后往往會留下薄如羽毛的毛刺，很難在兼顧零件表面清潔度和尺寸的情況下進行去除。一種有效的方法是電解去毛刺技術，該技術利用電化學反應原理，對復合材料制成的零部件進行去毛刺處理。這種方法不僅可以有效去除毛刺，還能提高零件的表面質量，有利于延長零部件的使用壽命。
然而，需要注意的是，電解去毛刺技術的應用也并非沒有缺陷，對于形狀復雜、由多種材料制作而成的零件，可能需要更為特殊的去毛刺方法。??更多相關技術及設備詳解，敬請關注“PME精密加工博覽會”！
工業清洗技術解決方案
起落架表面的結構和材料容易受到腐蝕和壓力損傷，這會極大地縮短其壽命并增加維修費用。因此，在起落架的制造和維修過程中，需要對減震支柱、轉彎機構、收放裝置等構件進行清洗，以去除污垢和殘留物。傳統的水壓清洗在應用于飛機起落架等精密部件時，存在將水壓入套筒和結合處的風險，可能會造成侵蝕或損傷。蒸汽清洗提供了一種更為精細和安全的清洗方式，尤其適合用于去除金屬表面的油脂和殘留物。
蒸汽清洗的工作原理是利用高溫高壓的飽和蒸汽，對被清洗表面的油漬物顆進行溶解，并將其汽化蒸發，能讓飽和蒸汽清洗過的表面達到超凈態。飽和蒸汽可以有效切入任何細小的孔洞和裂縫，剝離并去除其中的污漬和殘留物，同時，蒸汽的高溫特性還具備消毒作用，能夠殺滅細菌和其他微生物，確保零部件的衛生安全。從而，能夠保護和延長飛機起落架等關鍵零部件的使用壽命。
圖源埃克科林ECOCLEAN官網
Ecoclean可以為航空航天領域提供先進的蒸汽清洗產品和技術，并致力于全球范圍內的工業零件清洗、表面處理以及定制化自動化解決方案，能夠輕松應對包括油脂、硅酸鹽殘留物、毛刺和金屬切屑等在內的各類復雜污染挑戰。此外，Ecoclean的服務項目包括噴射清洗、超聲波精密零件清洗、真空碳氫清洗等，這些精心設計的服務能夠為航空工業的關鍵部件提供專業的清洗解決方案，涵蓋起落架組件、發動機、渦輪機、減速機和齒輪等重要零件。
公司開發的EcoCsteam技術采用飽和水蒸汽進行清潔，能夠迅速且徹底地清除表面上的各種污垢，而無需使用化學洗滌劑。這種環保且高效的清洗方法不僅確保了清洗效果，而且對于航空領域的高安全性要求來說至關重要。
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而干冰清洗技術可以用于起落架的輪倉區等其他工業材料表面的油污、切屑粉末、毛刺、鑄沙、焊渣等雜質清洗。該技術利用高速噴射干冰顆粒到被清洗物體表面進行預處理或清除涂層，對工件表面幾乎沒有任何傷害，且不使用腐蝕性化學品，屬于綠色環保、零污染、零排放的清洗方式。此外，起落架系統可以在無需拆卸的情況下完成快速清潔，并且避免傳統清洗方式中涉及到的電氣問題，該技術也可以用于維護航空其他零部件。
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ICS公司是工業清潔系統的領先制造商和供應商，專門從事基于干冰噴射技術的復雜創新設備的研發、生產和銷售。憑借其在干冰清洗領域的20多年經驗，該公司的技術和設備因其卓越的效率和安全性在包括航空航天在內的多個行業中得到了廣泛應用。
ICS公司致力于不斷創新和改進其系統，以滿足特定應用的需求。其先進的干冰清洗解決方案尤其適用于飛機起落架的維護，例如輪倉區的維修清洗以及去除起落架上的油污等。通過使用ICS的干冰噴射技術，航空公司能夠有效地進行定期維護，確保起落架的性能并延長其使用壽命。此外，美國波音公司、麥道飛機制造公司也采用干冰清洗技術來清洗飛機起落架、發動機、飛機表面油漆等。
表面處理技術解決方案
熱噴涂技術在起落架零部件的精密加工中扮演著關鍵角色，它通過使用電弧、等離子噴涂或燃燒火焰等熱源，將金屬或非金屬的粉末或絲材加熱至熔融或半熔融狀態。然后，利用焰流或壓縮空氣將這些材料以高速噴射到經過預處理的基體表面，形成具有特定功能的涂層。
這項技術不僅增強了部件的性能，還延長了其使用壽命。其次，在修復飛機起落架零部件的表面損傷和裂紋方面也具有顯著效果，能夠提升涂層的結合力和耐磨性。
中國航發北京航空材料研究院負責了C919大型客機材料的部分研發和應用研究工作，包括主起落架活塞桿模鍛件的試制與交付。該研究院開發的熱噴涂耐磨涂層有效克服了鈦合金耐磨性不足的技術挑戰，確保了部件的性能和安全性。此外，研究院還開發了多種先進的噴涂技術，這些技術能夠實現超厚且高結合強度的不銹鋼涂層修復，進一步增強了部件的耐用性。
對于起落架的大型主承力構件，表面熱處理可以通過精確控制工件表層的加熱和冷卻過程，從而改變材料表層的組織結構提高其性能。這種處理方法不僅增強了構件的耐磨性和抗疲勞能力，還通過精細的工藝控制實現了增脫碳和變形的有效管理，確保了構件尺寸和形狀的精確度以及承載能力的可靠性。
增材制造技術解決方案
飛機起落架3D打印制造技術（又稱為增材制造）在飛機起落架制造領域的應用提供了顯著的技術優勢，包括設計靈活性、材料制造效率和生產流程的優化等。通過整合多個組件成為一個單一部件，該技術實現了減材制造，并大大縮短了生產周期，從而提升了整體生產效率。
此外，3D打印允許使用如鈦合金這樣的高性能材料，增強了成品的耐腐蝕性和輕量化特性。在實際應用中，殲-15艦載機前起落架的主承力結構就是采用國內3D打印設備和高強度鈦合金粉末制造的。
北京航空航天大學擁有目前國內最大的金屬3D打印機，其巨大的外部尺寸達到12米，使其能夠為中國的民用航空和軍用飛機項目制造大型且復雜的組件，如鈦合金機身骨架和高強度鋼制起落架。自2006年以來，北航就開始采用激光能量沉積技術生產某型號飛機起落架的關鍵部件，截至2014年，這些部件已在實際操作中經歷了超過2000次起降測試，證明了其可靠性與耐用性。
此外，在C919大型客機的研發和制造過程中，3D打印技術已被成功應用于生產鈦合金零件，涵蓋了飛機起落架、發動機葉輪葉片、中央翼緣條、艙門等復雜構件以及機頭主風擋窗框等關鍵部位。這一技術的應用顯著減輕了飛機的結構重量，為航空器的性能優化提供了重要貢獻。
飛機起落架精密加工解決全案：航空零部件性能與安全齊飛，共創航空工業新篇章！
02-01-2024
