Предыстория проекта

C919 - первый в Китае большой коммерческий самолет отечественной разработки с размахом крыльев 35,8 метра. Для изготовления каждого крыла требуется набор алюминиевых панелей и ребер жесткости, которые образуют основную несущую конструкцию крыла. Эти панели должны сохранять стабильность размеров на протяжении всего 9-метрового пролета при соблюдении точности позиционирования ±0,015 мм, необходимой для крепления конструкций в аэрокосмической промышленности. Поставщик первого уровня проекта столкнулся с жестким производственным графиком и нуждался в партнере по механической обработке, способном изготовить полномасштабные панели за одну установку - без сборки из нескольких деталей и столярных работ, которые привели бы к накоплению ошибок позиционирования.

Технические проблемы

C919 - первый в Китае большой коммерческий самолет отечественной разработки с размахом крыльев 35,8 метра. Для изготовления каждого крыла требуется набор алюминиевых панелей и ребер жесткости, которые образуют основную несущую конструкцию крыла. Эти панели должны сохранять стабильность размеров на протяжении всего 9-метрового пролета при соблюдении точности позиционирования ±0,015 мм, необходимой для крепления конструкций в аэрокосмической промышленности. Поставщик первого уровня проекта столкнулся с жестким производственным графиком и нуждался в партнере по механической обработке, способном изготовить полномасштабные панели за одну установку - без сборки из нескольких деталей и столярных работ, которые привели бы к накоплению ошибок позиционирования.

Крупномасштабная обработка с одной установкой

Для обработки 9,2-метровой алюминиевой панели в соответствии с аэрокосмическими допусками за одну установку потребовался 5-осевой обрабатывающий центр портального типа с габаритами перемещения, выходящими далеко за рамки стандартных цехов с ЧПУ.

Целостность конструкции с тонкими стенками

Конструкция панели отличалась наличием тонких ребер толщиной всего 2,5 мм между элементами обработки, что создавало серьезную опасность дребезжания и прогиба при резке. Обычные методы зажима деформировали бы деталь при нагрузках на обрабатываемую деталь.

Более 300 обработанных деталей

Более 300 отверстий для крепежа, карманов для осветления и конструктивных выступов необходимо было обработать с точностью позиционирования ±0,015 мм — в соответствии с полной документацией CMM по AS9102.

Целостность поверхности аэрокосмического класса

Не допускаются заусенцы, микротрещины или зоны термического воздействия. Обработка поверхности ребер должна соответствовать Ra ≤ 1,6мкм для областей, критичных к усталости.

Плотный производственный график

Поставщику требовалось доставить 4 полных комплекта панелей в течение 8 недель, чтобы уложиться в сроки сборки самолета, не оставляя возможности для переделок или задержек с поставкой.

Наше решение

Портальный 5-осевой обрабатывающий центр Fein собственной сборки

Проект был выполнен на портальном 5-осевом обрабатывающем центре Fein NQ-GV1060 - станке собственной разработки с рабочим размером 10 600 x 2 600 x 1 200 мм. Портальная конструкция обеспечивает исключительную жесткость на кручение на протяжении всего 9-метрового пролета, что имеет решающее значение для поддержания точности позиционирования при длительных перемещениях.

Изготовленная на заказ система вакуумного крепления и зажима кромок

Специально изготовленный вакуумный стол в сочетании с краевыми зажимами был разработан для крепления панели без деформации полотен толщиной 2,5 мм. Это приспособление позволило загружать, обрабатывать и проверять всю панель длиной 9,2 м на одной станции, что исключило ошибки при повторном зажиме.

Динамическая оптимизация параметров резания

Команда инженеров-технологов Fein перед началом производства выполнила моделирование влияния усилий резания на геометрию ребер. Параметры резания были оптимизированы для минимизации прогиба — с помощью фрезерования с подъемом, регулируемой глубины резания за проход и охлаждения под высоким давлением для управления тепловыделением в тонких профилях.

Портальный 5-осевой обрабатывающий центр Fein собственной сборки

Проект был выполнен на портальном 5-осевом обрабатывающем центре Fein NQ-GV1060 - станке собственной разработки с рабочим размером 10 600 x 2 600 x 1 200 мм. Портальная конструкция обеспечивает исключительную жесткость на кручение на протяжении всего 9-метрового пролета, что имеет решающее значение для поддержания точности позиционирования при длительных перемещениях.

Система управления Siemens SINUMERIK 840D sl

Станок NQ-GV1060 оснащен системой Siemens SINUMERIK 840D sl, обеспечивающей усовершенствованную коррекцию инструмента в режиме реального времени и одновременную 5-осевую обработку контуров с динамическим контролем точности во всем диапазоне хода.

Проверка ШМ в процессе производства

На ключевых этапах были выполнены три контрольных измерения CMM: после черновой обработки, после полуобработки и перед окончательной обработкой. Для компенсации теплового расширения во время обработки использовалась контрольная температура ZEISS CMM 20°C.

Полный пакет документации по AS9102

Каждая деталь была поставлена с полным отчетом о проверке первого изделия (FAI), данными измерений CMM, сертификатами на материалы и сертификатом соответствия.

Результаты проекта

Коэффициент полезного действия при первом прохождении: 96%

Из 4 полных комплектов панелей (12 отдельных панелей) потребовалась только 1 незначительная доработка в месте расположения одного крепежного отверстия, которая была успешно устранена менее чем за 2 часа.

Все более чем 300 характеристик выполнены с точностью ±0,015 мм

Полная проверка с помощью КИМ подтвердила, что все позиционные характеристики находятся в пределах допуска ±0,015 мм. Из-за отсутствия допусков не потребовалось ломать детали или подвергать их повторной механической обработке.

Доставлено по Графику

Все 4 комплекта панелей были отправлены в течение 8 недель, что позволило заказчику выполнить сборку крыла в соответствии с графиком производства C919.

Повторный заказ в первый раз

Клиент разместил повторный заказ в течение 3 месяцев на два дополнительных комплекта панелей крыла C919, что является прямым результатом качества и оперативности доставки по первоначальному заказу.

Чистота поверхности: Достигнута Ra 1,2 мкм

Все стенки ребер, критичные к усталости, имели Ra ≤ 1,6мкм без ручной обработки после механической обработки, что было подтверждено тестером шероховатости поверхности в 10 точках измерения на панели.