镜像铣，助航空航天事业更快更强

蒙皮是决定飞机疲劳寿命主承载的钣金件，占机身面积的80%，整机重量的21%。金属大型蒙皮在保证结构强度和光滑耐腐蚀的安全性条件下，追求极薄壁厚，以提升飞行器的有效载荷，提高飞行器的运营经济性。蒙皮尺寸大（C919机身蒙皮尺寸达6米×2米）、厚度薄（最小壁厚1.2mm）、形面不贴模（贴模间隙大于1mm）的弱刚性易变形不规则特点，导致其壁厚精度（±0.1mm）、孔位置精度±0.3mm和铣边精度（±0.5mm）难以控制，是国际公认的制造技术难题。

在传统航空制造业中，蒙皮零件的加工主要采用上世纪50年代发明的化学腐蚀铣工艺，化铣工艺精度低、污染重、能耗高，且无法加工高性能材料和矫正成形壁厚精度，阻碍了新技术在航空航天飞行器上的应用，蒙皮加工已成为提升飞行器制造水平的瓶颈工艺。

上世纪90年代，国内外有尝试采用“五轴龙门机床+真空吸附工装”的机械加工方案生产。该技术依赖真空吸附模胎，适应范围狭窄，无法加工双面蒙皮，大尺寸、双曲面蒙皮难以有效吸附，无法采用高速加工策略，效率低下；加工过程中容易出现厚度失控和脱模失稳的情况，壁厚波动达0.1~0.5mm，需要大量人工打磨抛光；每种蒙皮均需研制相应模胎，每架大飞机多达200余张形状各异的蒙皮，需要投入大量模胎，并进行频繁更换，投入成本高，且随着飞机机型的不断改进，原有模胎无法适应新蒙皮，成为废铁，需要继续追加投入。范围窄、效率低、精度不稳定、投入大、转型难导致该技术路线先后被国内外主机生产厂商所摒弃。

图 化学铣削

图 真空吸附+五轴机械铣削

图 局部不贴模3mm以上

双五轴镜像铣技术是航空蒙皮加工的最新一代技术，具有加工效率更高、加工质量更优、综合应用成本更低、智能化程度更高的特点。镜像铣装备通过扫描补偿和铣切壁厚质量闭环控制等技术，实现了蒙皮零件的一次装夹完成双面减薄铣切、装配孔、开窗和铣边等多道工序，全流程数字化加工。国际上仅法国Dufieux公司和西班牙M.Torres公司拥有镜像铣产品，其中，法国Dufieux公司的镜像铣产品优越性已被空客公司使用验证，目前空客公司已经大规模使用镜像铣工艺并逐步淘汰化铣工艺，所有空客前机身和客舱部分100%采用镜像铣生产，但进口价格昂贵，单台价格高达1亿元。西班牙M.Torres公司蒙皮铣削设备只能在线装夹蒙皮零件，在装夹上消耗的时间是加工过程的数倍，同时为了避免排架和蒙皮镜像铣机床后面的顶撑装置发生干涉碰撞，必须将整张蒙皮分区域分工步加工，在机装夹和分步加工制约了整体的生产效率。

上海拓璞经过多年自主研发，突破了航空航天大型曲面蒙皮/箱底的双五轴镜像铣削技术，成为国内唯一自主掌握镜像铣技术的企业，上海拓璞新一代镜像铣产品加工速度能够达到F15000mm/min以上，全区域整体加工，切宽10~18mm，铣切厚度一次到位，典型蒙皮大件加工时间可从五轴机械铣的30小时缩短到3小时以内，多台组线全流程仅需1名人员，效率达到国际一线水平，售价仅国外品牌一半，具有显著的效率和成本优势，综合使用成本优于传统化铣和五轴机械铣削；镜像铣技术是新一代的柔性加工技术，具有柔性化装夹和自适应加工的特点，能够适应双曲蒙皮、双面蒙皮等不同类型不同特征蒙皮加工需求，一台镜像铣设备能够加工行程范围内的不同类型蒙皮，无需额外工装投入，迅速适应飞机机型改进转型需求，实现了飞行器产品原型设计的快速研发和批量生产转换。

图 镜像削削技术

 图 6000*2000*1.2mm镜像铣蒙皮

镜像铣装备生产蒙皮的95%壁厚精度±0.03mm，整体壁厚精度±0.08mm，铣边精度±0.5mm，制孔位置精度±0.3mm，表面粗糙度Ra0.08~0.6um，重量公差±0.5%，质量稳定可靠。采用镜像铣技术生产的火箭燃料贮箱箱底，较传统五轴瓜瓣铣箱底方案，强度提升200%以上，极大提升了蒙皮类薄壁零件的加工品质和性能，新型火箭燃料贮箱箱底生产均采用镜像铣技术与装备。突破了C919铝锂合金蒙皮难以化铣的重大工艺攻关难题，全面达到了质量要求，解决了军机S形双面蒙皮双面轮廓精度配准的难题，正反双面轮廓形状及位置精度全面达到要求，镜像铣试件的疲劳寿命是化铣试件的2倍，已实现批量加工和装机应用，并加工了9m×2m的超大型蒙皮，实现了飞机蒙皮数字化产线批量生产，推动了我国飞机蒙皮加工技术的升级换代。镜像铣技术与装备已广泛投产应用于国产大飞机、探月工程等多个国家级重点项目中，稳定量产多种型号的飞机、火箭蒙皮。镜像铣技术与装备助力强大祖国的航空航天事业从高空向深空进发，达到更高更快更强的目标。