F-35战斗机复合材料蒙皮的切削加工技术

《F-35战斗机复合材料蒙皮的切削加工技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、CuttingTechnologyforF-35CompositesSkin障亚莉中国航空工业发展研究中心研究员．长辫从事航空材科的情报研究工作．曾获先进冒防科技情报I作者肆稚哥。在美国国防部2009年初宣布决定F一22于2010年停产后，其后继机F一35大步走向台前，这种选择是不难理解的。原因之一是F-35的成本只有8300万美元．而F一22为1．4334航空翻造技术-2010年第15期中国航空工业研究发展中心陈亚莉F一35是由主承包商洛马公司与主合作伙伴诺格公司及BAE系统合作开发的，目前已进入系统开发及验证阶段

2、，将生产、试验19架飞机。复合材料一直是其制造工作的重点。首架F一35已在2006年首飞，全部系统开发与验证(SDD)飞机或正在生产或在飞行线上试验，首批14架飞机已开始装配。亿美元。而且F_35是主承包商洛·马公司与多国台作伙伴共担风险，从而可保证到2036年提交3000多架。除此之外，与F-22战斗机不同．F一35除空中作战外，还可进行对地攻击，应用范围更广．可代替F一16、A—10、AVSB以及F一18．还可以与F一22及F—18ElF搭配使用。另外从制造角度看F一35的3种机型有20％以上的机体结构是共同的．

3、从而可以降低研制成本。F一35是由主承包商洛-马公司与主合作伙伴诺格公司及BAE系统公司合作开发的，目前已进人系统开发及验证阶段．将生产、试验19架飞机。首架F-35已在2006年首飞，全部系统开发与验证(SDD)飞机或正在生产或在飞行线上试验．首批14架飞机已开始装配。其中，复合材料一直是其制造工作的重点。F一35的制造难点F一35的制造难点是要符合预算，即对飞机的每一个零部件必须精正确钻孔是F-35装配的首要条件心计算以保证成本的优化，持别是碳纤维复合材料构件的制造．因为这种材料的结构占飞机重量的35％．飞机大部

4、分外表面均f}f此种材料制成。而F一35的机身、机翼、尾翼分别由不同同家的供应商制造，最后在洛-马公司总装．因此F一35制造的最大难点是飞机复合材料蒙皮厚度的控制。F一35各阶段的生产囡供应商、零部件复杂程度以及其要求各不相同。如ATK公司生产许多机翼蒙皮桁条时用的是自动纤维铺放1=艺，而洛·马在制造前机身段蒙皮时用的是手1。铺层。随着F一35进人生产．其他国家的一些供应商也逐步参与到复合材料蒙皮的制造中来．如意大利的阿募尼亚公司、挪威的kongsberg防御系统公司、丹麦的ThermaA／S公司、土耳其的TAI公司

5、．以便在复台材料制造上，充分利用全球化的优势。在这种情况下．洛·马公司的重点则放在复台材料蒙皮厚度的控制上。复合材料蒙皮厚度的一致性对于F一35的重量、性能以及成本有着重要的影响。控制F-35复合材料蒙皮厚度的方法有2种：一是根据精细的计算对复合材料的铺层数进行加减：另一种方法是对零件进行切削加工。洛·马公司及其合作伙伴采用了切削加]二和模塑后增加铺层2种方法来确保蒙皮厚度达标。，在洛-马公司．前机身蒙皮是在lnvar35钢模具上刚手r铺层并在热压罐q·进行固化的。同化成屡合板的铺层随后用切削加工法去除余量从而拄制蒙

6、皮的厚度。在ATK公司，机翼蒙皮是用纤维铺放法进行铺层井同化的，然后用洛·马公司的制造技术及生产1：程人员开发的一种方法精确测量紫皮的厚度。必要时．增加铺层．然后对整个结构进行第二次闹化，该法称作同化层台板补偿法(CLC)。这样做的目的是控制厚度．是为成本达标采用的一种策略。大型切割中心在洛·q公司沃斯壤丁厂的中心．就有一个体现建种策略的关键部门．这就是F-35的切削及钻}L中心。它是由德国DST公司建造的，负责F一35前机身蒙皮、机冀荣皮以及其他复合材料丁件的切削及钻削。复合材料蒙皮的修边殷切削加工量很大。一些以往

7、采用手T加r的工作，现在大多采用DSI"自动化系统进行加工。莳机身蒙皮的切削加工大约需持续8h，主要是每块蒙皮需要经过几次调整．，机床在结构的两端1-柞．一端切削内模线以控制厚度．另一端对工件进行钻孔及边缘部分的修整。机翼蒙皮由洛·马进行切削时．花费的时间比机身紫皮少．阑为不用切削内模线来控制厚度。机翼零件用同化层台板补偿法来满足厚度参数。在DST切削中心进行的大部分T作．采用的刀具是由AMAMCO工具公司提供的涂覆金刚石的碳化物刀具。AMAMCO公司为中心设计rDST仿形铣刀具。卡尔蔡斯JMl公司的测量系统是世界上

8、最大的高精度测量系统，主要用于蒙皮R寸、边缘以及孔的精度检验。复合材料构件经切NJlnT．后．J；Ij该测量系统进行检测。从2008年6月开r以来．F一35的机翼紫皮采用了MMZ—BPlus龙门式坐标测鼠机的5mx16mx25m测最包线．也用干风洞模型l：l的组件以及其他飞机机体零件的测毋，浩·马公司也用一己开发的无损检测激光超声检验系统来检验