机床加工:同心协力 安全着陆

加拿大魁北克省。市场对重量更轻的起落架需求日增,迫使航空分包商Messier-Bugatti-Dowty采用新的思维方式。为了实现目标,它需要来自两大洲的各方帮助。

当波音和空客决定研制新型、节油的宽体商用飞机时,这两家制造商均向Messier-Bugatti-Dowty求助,希望能为其生产主起落架。其实这并不让人感到意外。毕竟,赛峰集团旗下的Messier-Bugatti-Dowty是全球领先的起落架及制动系统制造商。事实上,由Messier-Bugatti-Dowty制造的起落架每天用于飞机降落达35,000次以上。
位于蒙特利尔的Messier-Bugatti-Dowty加拿大工厂获得授权,为波音787和空客A350-900制造主起落架配件。过去20年来,这家工厂一直为多种空客机型生产钢制主起落架配件。
根据计划,上述两种机型将在未来几年内投入使用,并将成为同类机型中最节油的飞机。而燃油节省主要通过减轻整架飞机的重量来实现,其中也包括起落架。
蒙特利尔工厂的战略采购员Gilles Pouliot指出:“起落架重量会直接影响燃油使用,因此在公差允许的范围内,我们尽量减轻其重量。”起落架既要承受极限负荷,也必须轻巧、紧凑、坚固、可靠和耐用。但在飞行中,它的重量却会导致燃油效率下降。
对于这两种新机型来说,起落架减重主要通过让主起落架配件的轮架包含一个凹型腔来实现。工程师们设计了一种工艺,将钢制主起落架套筒传动轴上的一部分钻空。这就是所谓的“瓶形镗削”(bottle boring)工艺,因为加工后的工件内型腔像个瓶子。这两种机型均采用瓶形镗削工艺,以大幅度减轻重量。
不过,当Messier-Bugatti-Dowty开始在波音787的起落架上采用此方法时,最初的结果却令人失望。蒙特利尔工厂负责制造的工程总监André Martin说:“我们没能获得预期效果。例如,瓶形镗削所需的时间太长。”
加工方法技术员兼蒙特利尔工厂波音787起落架项目主管Eric Robillard补充说:“我们加工时只允许有极小的公差,而且在先前的工艺中碰到了各种各样的问题。”
这就是为什么公司决定购买新刀具和新机床,以便能够更快速、更经济地制造零件的原因。
2007年,Messier-Bugatti-Dowty开始对新技术进行评估,以改进瓶形镗削工艺。于是,在经过评估之后,意大利的Tacchi公司和山特维克可乐满加拿大公司分别被指定为机床供应商和波音787和空客A350-900起落架配件深孔钻削刀具供应商。

Messier-Dowty蒙 特利尔公司简介

位于蒙特利尔米拉贝勒的Messier-Dowty是Messier-Bugatti-Dowty的子公司,自1991年开业以来,经过了多年的稳步发展,目前共有员工235人,在距离蒙特利尔以北50公里的米拉贝勒设有19,000平方米的工厂。除了为即将面世的空客A350-900和波音787机型加工零件外,Messier-Dowty蒙特利尔公司还为全球各地营运中的许多空客机型制造起落架主要零部件,包括A320、A321、A330、A340和A380等。
负责项目协调的山特维克可乐满加拿大公司航空航天业务开发经理Louis-Jacques Boucher说:“目标是利用瓶形镗削方法制造两种不同的零部件,因此我们必须解决零部件设计、生产效率和安全等方面的问题。这个项目于2008年启动,涉及山特维克可乐满在5个国家的公司。
Pouliot说:“制造这种规格和尺寸的刀具对山特维克可乐满来说是第一次;这也是第一次专为我们开发这种类型的刀具。对我们来说,这十分关键。”
机床于2009年底运送到蒙特利尔工厂,在随后几个月里,山特维克可乐满的专家们亲临现场,帮助开发新刀具的程序和工作方法。Martin说:“双方都有许多工作要做,目的是解决技术问题,研究优化切削的方法。”
他解释道,机床和配刀都要精确调校,以便能像钟表一样准确地不断重复完成同样的工艺。关于山特维克可乐满制造的刀具,Martin说:“就好像珠宝加工。它是一种颇前卫的刀具,必须能重复生产同样的零件,而且没有偏差,无需调整。”
他说,生产出来的波音787和空客A350-900起落架配件可使用30年或更长的时间。
Robillard说,在新机床上整合新技术并非易事,但是山特维克可乐满的刀具“在时间和质量方面带来了令人瞩目的变化。”
Martin说:“新刀具和车床非常成功,我们实现并超越了将瓶形镗削时间减半的目标。现在我们减少了60%的加工时间,并在质量方面实现了100%的改进。”
Pouliot补充说,当初启动这项工艺时,“对于能获得今天的结果只是一种理论推断”。他指出,山特维克可乐满和Messier-Bugatti-Dowty有着牢固的合作伙伴关系。
当公司决定于2009年将空客A320和A321机型的主起落架制造业务从加拿大蒙特利尔和英国格洛斯特搬至墨西哥克雷塔罗的新工厂时,这种合作关系也发挥了作用。搬迁后,蒙特利尔工厂就能集中力量为空客A350-900和波音787等较大机型生产主起落架了。而新的配刀、工程设计和制造工艺的一揽子运营必须在墨西哥进行,并由蒙特利尔工厂负责协调,而山特维克可乐满加拿大公司则为其提供配刀及编程方面的支持。
山特维克可乐满加拿大公司技术代表MarcBoisvert说,山特维克可乐满加拿大公司的目标是,将其在起落架加工领域的专业知识转移到山特维克可乐满墨西哥公司,并帮助Messier-Bugatti-Dowty在克雷塔罗实施新工艺。“为了开发新的配刀和加工方法,我们携手合作达4个月,期间山特维克可乐满为每把刀具提供各种参数和切削深度,以及有关加工的最佳实践方法。”
墨西哥工厂目前正在顺利运营中。
Pouliot说,与山特维克可乐满就瓶形镗削工艺开展合作以及在墨西哥开设新厂,“是Messier-Bugatti-Dowty希望与供应商建立合作的绝佳例子。在聆听并满足我们的需要方面,他们体现了极大的耐心。这让我们有了高度的信心,而这种关系亦为彼此创造了真正的双赢局面。”技术观点

携手合作的“联合国”

Robillard说当Messier- Bugatti-Dowty选择山特维克可乐满加拿大公司为制造波音787和空客A350-900主起落架配件的瓶形镗削工艺提供所需的复杂刀具时,该项目俨然成了一个“联合国”。项目由山特维克可乐满牵头,涉及来自5个国家的精英,包括工程、启动支持和企业内部培训等。
山特维克可乐满法国公司因其过去制造这种类型刀具的经验而获得青睐,负责设计和制造瓶形镗削刀具。而山特维克可乐满加拿大及德国公司则获邀制造压头、减振器和钻管等外部配件。其它工作由美国北卡罗来纳州的山特维克可乐满梅宾工厂负责设计和制造。
这种国际化特色还可从意大利Tacchi公司(该公司为Messier-Bugatti-Dowty制造了瓶形镗削机床)召开的第一次国际会议体现出来,会议还包括来自蒙特利尔工厂的代表。在此之后还有不少由多国人员参加的会议。
战略采购员Gilles Pouliot说:“我们有来自全球各地的支持和后续服务。每个人都参与其中。”
山特维克可乐满加拿大公司航空航天业务开发经理Louis-Jacques Boucher说,在切削时间、质量和表面粗糙度方面,最终结果都超过了预期。他说:“将我们的所有资源和专业知识结合起来,使得这个项目在各个方面都获得了真正的成功。”

作者:西部车床,如若转载,请注明出处:https://www.lathe.cc/2022/02/5510.html