同济大学 飞行器制造 昌河实习报告_同济大学生产实习报告

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同济大学

毕业生产实习报告

学 院_____航空航天与力学学院__ _ 专业班级_____飞行器制造 __ 姓名____ ______________ 学号____ ___________ __ 接收单位 昌河飞机工业集团公司

中航工业直升机研究所

指导教师____李军 _________________ 起止日期_____2014/7/7„2014/7/18 ______

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一、实习说明

(1)、实习安排

1)安全保密教育（7月7日上午，0.5天）

2)现场实习（7月8日——7月11日，7月14日——7月18日）

1.机床加工车间 2.复合材料车间 3.桨叶车间 4.钣金车间 5.602所参观

（2）、实习目的1)对实习所在单位的生产、研制和开发情况有所了解，并增加对专业知识的感性认识；

2)通过多个生产环节的接触，巩固、加深理论知识，提高分析和解决实际问题的能力；

3)以实习生的身份了解技术人员的职责和生产程序，学习并初步了解技术工作、生产组织和环境约束等相关实际问题；

4)收集、积累相关技术资料，为专业学习、毕业设计、科研工作以及实际生活奠定良好的基础。

（3）、实习单位

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昌河飞机工业（集团）有限责任公司坐落在闻名中外的瓷都景德镇，隶属于中国航空工业集团公司，是我国直升机科研生产基地和航空工业骨干企业，具备研制和批量生产多品种、多系列、多型号直升机和航空零部件转包生产的能力。

公司始建于1969年，占地面积129万平方米，建筑面积22万平方米，职工人数4300余名，各类生产设备4000余台套，资产总额近43亿元。公司具有雄厚的科研生产技术力量及较强的冷、热加工能力和手段，有较强的理化测试、计量、特设、试飞试验和数字化管理与制造能力。

直8运输型直升机是我国也是亚洲目前最大吨位的多用途直升机，机身两侧装有短翼浮筒，能在水上起降漂浮。最大起飞重量13吨，可用于运输、巡航、救护、布雷、反潜等。直8型机的研制成功填补了我国大型直升机研制的空白，使我国跻身于美国、俄罗斯、法国、英国等少数几个能生产大型直升机的国家之列。近年来，公司相继对直８型机进行改进、改型。2004年8月,经过改型的直8F通用型直升机首飞成功,该机可满足高温、高原等复杂气候条件使用，整机的可靠性、经济性、舒适性和适航性水平均得到了较大的提高。

直11型机是我国第一个自行研制，拥有自主知识产权的两吨级军民通用型直升机，可用于教练、公安、武警、海关、石油、交通、电力、林业、农业、环境保护、城市规划、旅游科考、打捞救生、医疗救护、紧急救援等方面。该机于2001年4月获得民用型号合格证,2002年12月23日取得生产许可证。并于2002年8月向中央电视台交付了首架中继航拍机。目前，直十一型机以其较高的出勤

率，良好的飞行性能，广泛的实用性和周到细致的售后服务，深受用户的喜爱。公司积极拓宽直升机研制生产的国际合作之路，与美国西科斯基公司、意大利阿古斯特公司、欧洲直升机公司等国外知名企业都开展了广泛的技术合作，引进先进的生产制造技术和管理经验，并在国际直升机领域树立了良好的企业形象。与美国西科斯基公司合作生产的S-92型直升机尾斜梁已形成批量生产能力。与意大利阿古斯特公司共同投资成立的江西昌河阿古斯特直升机有限公司，于2005年9月19日在昌河宾馆正式揭牌,受到众多新闻媒体的高度关注。公司大力开展直升机新材料、新工艺技术攻关，于1995年自行研制出第一片复合材料桨叶，并于1999年实现装机首飞，使我公司复合材料产品制造技术迈上了新的台阶。

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中国直升机设计研究所（602所）先后承担和完成了直

八、直

九、直十一等30多个直升机型号及其改进改型研制任务和直升机关键技术的预先研究工作，在中国直升机的发展史上创造了多个第一，被党和国家领导人誉为“中国直升机摇篮”、“中国直升机研究发展中心”。研究所先后获得国家级科技进步奖、发明奖27项，部省级科技成果奖300余项（次）。通过重点工程的研制，实现了型号研制由测绘仿制到自主设计的重大飞跃，将中国直升机技术水平向前推进了15~20年；研究所与美、俄、法、德、英、意、加等国家在直升机领域开展了广泛交流和合作，实现了直升机技术逐步与世界先进直升机技术接轨。目前，研究所是八机三十多型新研或改型直升机总设计师单位、直升机预研和发展规划抓总单位。直升机的研制已经形成“一机多型、系列发展”的格局和“探索一代、预研一代、设计一代、生产一代”的局面。

三、实习内容

2014/7/7生产安全知识

1、实习人员衣着事项

（1）操作机床不得佩戴手套，不得穿敞衣袖

（2）不得带围巾和领带，以免被卷进高速旋转的卡盘和工作台

2、高处作业（大于2米）需要带安全帽、安全带和防滑鞋，另外需要地面有人监护。

3、车间里的的危险点区分（I,II,III）级，例如空压站、变电站、热压罐和弹药库等。

4、电源管理：维修机床和设备时需要关掉车间电源，并且在电源旁贴相应的警示牌。

保密教育知识

1、保密教育必要性

2、保密工作面临的形式和挑战

3、保密法律法规

《中华人民共和国保守国家秘密法》、《中华人民共和国保守国家秘密法实施条例》

4、工作中应注意的保密事项

（1）、不能接工厂的电脑USB接口充电、不能插同一个插座。

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（2）、进入工厂，不得拍照和摄像。

（3）、不得参加境外组织、外资企业的社会调查。

2014/7/8 切削加工车间

1、车间机床共有四种系统。先进的机床是5轴机床，机床转速3500r/min。5轴的机床有两种。一种是钻头自身就有5个自由度，一般应用于机床工作台较大的机床；另一种是钻头有两个自由度，工作台有3个自由度，优势是工作台方便调整姿态，利于清扫切屑。

2、高速铣床应配优质的刀具，粗糙度1.6um3、先进机床的工作台不是用传统的夹具加持，而是用真空吸附装置固定工件。真空吸附装置是一个上表面有沟槽的厚铁板，并开有若干个气孔，侧边有和真空泵连接的气阀。工作时沟槽被抽成真空，于是工件被大气压压在工作台上。这种装置的好处是避免压板槽干涉主轴运动。

4、加工蜂窝材料。浙大研制的铁粉吸附夹持装置。

5、计量间：激光探针、五轴测量装置、底板是花岗岩制成的，导轨是气浮装置。

6、检测流程：材料检测（材料成分）、数控检测、钳工检测、总体检测、阳极化（抗腐蚀）、涂漆、标印、成品检测

7、复合材料铣床：工件材料 PM2，密度极低二十分之一的水密度；通过真空吸附装置固定工件；铣平面是要有一定的重叠率。

8、标印分为油墨振动和袋压法两种。

2014/7/9 切削加工车间

1、柔性制造系统（flexible manufacturing system）特点：（1）、双工位（一个用于储存，一个用于加工）

（2）、有工业机器人（小车）运送工件，小车运行在电磁引导轨道上，将工件精确送入机床

（3）、机床有刀具/量具回转库

（4）、一个机床可先后完成多个工序，相比传送带加工的效率更高

2、车铣中心特点

（1）、车刀、铣刀可同时加工带附加结构、外形较为复杂的回转件（2）、避免一个成品加工过程中的多次装夹，提高零件的精度

（3）、高速加工时有一个切屑都会严重影响刀具旋转的动平衡，并引起振动的放大，导致严重的公差

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2014/7/10 复合材料车间

1、预浸料分为碳纤维和玻璃纤维两种。因为其非常容易受环境影响而变质，所以需要储存在-21摄氏度的冷库里；考虑到热胀冷缩效应，在预浸料加工前需要放置到室温。

2、预浸料初加工

（BER cutter切割机），BER cutter也可以加工纤维织物，但主要还是用于加工预浸料。切割后，贴好标签。

3、清洁间：控制温度、湿度、空气尘埃度。国外的运动飞机都是用的玻璃纤维湿法工艺，而国内都是用的碳纤预浸料，导致成本太高。

4、铺设激光投影仪：投影仪在模具上形成激光轮廓，工人按激光轮廓铺设纤维，精度提高。

5、袋压法 抽真空：每铺设三层，就抽一层真空，每一次抽15分钟。

6、模具：模具的精度一定比复合材料零件的精度高，模具设计时注意热胀冷缩和拔模斜度。复合材料模具的特点：和零件相同的热膨胀率，制出来的零件精度更高。

7、尾梁：整体成型工艺制成，泡沫夹层。

8、修补：复合材料零件表面连接处抹胶

9、打水模：目的是把零件表面的脱模剂去除，否则影响后续的喷漆。喷漆的作用：使零件更加美观

10、胶铆：顺序（铆接、胶结、铆接），注意胶铆后要做无损检测。

11、随炉实验件：在一项新的工艺实践前，都要进行随炉件试验，并根据随炉件的检测结果调整工艺

12、模具使用寿命：根据模具在使用过程中的形面变形情况，确定模具的使用寿命，一般极限寿命为两三百件。

13、设备：热压罐（可以提供真空、压力和高温。本厂共有4台热压罐，最大的直径有5米，长12米）；固化炉（可以提供真空，温度，但不能提供压力）；冷库（用于储存胶黏剂和预浸料，一般保质期为一年，一年后，经检测合格，还可以延期）

14、复合材料加工设备：数控下料机（可以提高材料切割的效率，提高材料的利用率，见缝插针）；复合材料激光铺层仪（两台投影仪同时工作，把复合材料织物或者是预浸料每一层应该铺设的位置和方向精准的定位在模具上）

15、复合材料蜂窝材料如何切割？（答：用高频振荡刀）

16、复合材料的检测设备：超声C扫（类似于医院里使用的CT设备，主要用于飞机上主承力构件）；A扫描（相比C扫检测的效率更高，更廉价，检测设备也更加便携，这种方法主要用于次受力构件）；敲击法（最常用，检测人员也需要经过相应的敲击和声音识别培训，主要用于飞机上的一些不受力构件，如蒙皮、整流罩等）

17、复合材料工艺方法：模压法（用于加工生产对上下表面光滑度均有要求的复材零件）；湿法成型（效率较低，本厂应用的已经极少，基本外包给私企，主要用于生产系统件，例如空调管路等受力不大的构件）；热压罐；袋压法。

18、复合材料的采购的使用：对于复合材料构件的生产，材料本身的成本占总成本的40%到50%，而加工过程中所需要的辅助材料一般全部进口。

19、复合材料修补：（比金属更好修补）

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（1）、缺边：把需要修补的边打磨成斜边，把修补件也打磨成斜边，搭接后上胶。（2）、补孔：用复合材料修补件填充后，上胶

（3）、蜂窝损伤：首先把损伤周围的结构去除，然后填充复合材料修补件，上胶（4）、凸起：打磨平整即可，但是处理不好会损伤纤维

20、复合材料件的连接：复合材料件的连接没有纯粹的胶结，而是更多的采用铆接。

21、共固化：（首先在复合材料件的连接表面放置胶膜，然后打铆钉，最后进固化炉或者热压罐固化即可）

2014/7/11 桨叶车间

1、桨叶的组成：上下蒙皮是由碳纤维和玻璃纤维预浸料制成（虽然碳纤维在力学性能上由于玻璃纤维，但是出于成本的考虑，一般使用玻璃纤维代替部分的碳纤维；铺层顺序：先大面积的铺设玻璃纤维，在局部铺设碳纤维；外表面更倾向于使用玻璃纤维，因为玻纤更耐损伤），中间是有优质泡沫夹心制成（泡沫也不是做成一个整体，而是由泡沫隔墙分开，泡沫隔墙一般是玻璃纸或者是碳布）。

2、模具：由于桨叶是整个直升机构件中受力最大的部位，所以对桨叶的外形精度要求都是最高的，因此对其模具的制作也有非常高的要求。（温度 18到26摄氏度；湿度；环境尘埃度）

3、桨叶尖端下边面因为极易在桨叶旋转时被砂石撞击，所以一般在这种部位装有镍包铁（镍包铁具有耐磨、硬度高、刚度大等优点，能有效保护下部的树脂基体）

4、桨叶的表面都涂有耐磨漆，一是美观，而是耐磨。

5、聚氨酯保护袋（聚氨酯，又称作第五塑料，突出的高回弹性，优异的抗张强度，抗撕裂强度，耐候、耐紫外线照射能力强，具有防腐功能）

6、桨叶末端埋置铜网：防雷击。末端加工配重孔，装铁块，用于调节若干个桨叶的动平衡和静平衡。

7、无轴承桨优势：柔性梁，便于更换。桨叶的寿命：一般为两千个小时，价格30万一个。

8、桨叶的检测：用X光检测。特别需要注意的地方：包铁，调整片。

2014/7/14 桨毂

1、桨毂既可以用磨削加工制成，也可以用数控铣削加工。虽然飞机制造要求的精度很高，但是出于成本的考虑，车间的车床被分为精加工、半精加工和粗加工三种类型。

2、车铣中心可同时实现车床和铣床加工，多用于加工钛合金制的桨毂。（钛合金特点：不导热、硬度高、对切削刀具不好）

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3、柔性制造系统生产线，精度可达到2um。

4、普通的加工机床有拉床、钻床、插齿机、球面研磨机等（插床：一般加工销孔，而且在插床加工前必须实现加工好孔径）

5、讲座内容：昌飞制造系统简介（零件条码可以显示制造人、检验员和零件当前所处的加工阶段。）

602所：无桨毂预言机型

Q:飞机的零部件都是外包工厂，如何在零部件热胀冷缩的前提下保证装夹的精度？

A:对于有较高精度配合的零部件都在恒温、恒湿间内加工

Q：钳工和先进的数控机床相比，哪一种在零件加工方面更有优势？

A：这两种加工工艺各有优势，两者在精度方面平分秋色，但是数控机床的加工效率更高，而经验丰富的钳工老师傅在加工复杂外形零件时更具优势。

6、桨毂：直

8、直20都是采用的钛合金桨毂；自倾仪（控制桨毂、桨叶旋转平面的运转，及其精密，应用了球轴承和铁丝拴紧的螺栓等装置）；油盒：用于清洗和润滑；烘箱：用于温差装配。例如过盈装配一对轴承，可以讲轴套放烘箱里加热，立刻和轴装配。

7、上挥舞限动器测速试验器：测试桨毂的力学性能，动平衡。

8、五轴数控喷丸机：喷丸工艺可用于玻璃、刚等材料的表面强化，其原理是：通过无数微小颗粒的撞击改变材料表层的微观结构、使其产生压应力。该装置有一套丸粒筛选、再回收的装置。

2014/7/15

钣金车间

1、参观的各种机床有：蒙皮拉伸机床、铁板拉弯机床。和想象中的现金制造技术有很大差异，原因是飞机上零件的形状较为复杂，自动化程度的提高往往伴随着成本大幅提高，因此钣金车间的自动化程度仍然较低。

2、在钣金工艺的每一个下料的工步都要有校形。

3、钣金零件手工成型和校形工艺规范

工艺要求：成型铝合金时不可以用铁锤，应该用圆弧形表面的铝锤，并且用400号到500号的砂纸打磨；

在加工前，平板零件容易变薄，在易裂部位或者边缘地带应用锉刀修光，不能有突变缺口;校形工步：热处理（淬火）后，零件会有变形（应淬火两个小时），直至校形结束； 常见的零件外形不规范现象：中间鼓动，四周边缘松动、孔边缘松动等。

4、折弯成型工艺规范：读图纸、毛料处理、选折弯模、安装模具、调试机床、折弯

5、冲压成型工艺规范：先拉弯在热处理，不然零件硬度会太高。

2014/7/16

中航工业直升机研究所

1、展馆参观：研究所共有工作人员2800人，其中技术人员2000人，占地1698亩；数字化建设：数字设计、数字仿真、数字试验、数字管理；

AHL重型直升机：中俄合作的型号，起飞重量38吨。

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2、雷达实验室：面向仿真，实验室墙壁具有屏蔽、吸波功能，可以模拟雷达的基本工作流程（信号源发射信号，隔壁房间的信号接收源接收信号，并进行分析。

3、半波暗室：1）整机试验，是对发射、传导雷达的考核；2）设备之间不能相互干扰，否则屏幕上会有干扰。

4、疲劳实验室：1）尾桨毂2）主桨毂疲劳

（运用科学试验中的相似定律和白金汉定律）

5、旋翼试验机：1）测试旋翼的悬空性能和功率等 2）测试旋翼在载荷状态下的振动频率和动力学响应特性

3）转速：200到500r/min 功率可达到4MW 安全起见，有金属防护罩防止旋翼甩出

6、直升机气动试验室：1）风洞（直流开口）；2）旋翼天平 3）该风洞可测桨叶、机身以及整架飞机

4）配有模型、动导、尾桨模型试验台

7、洪设计师讲话：

1）该人是直升机总体型号副总设计师，设计到的领域有结构、材料和信息化 2）直升机涉及到材料的方方面面

3）直升机制造材料和一般工业材料有差距，但不会有太大的差异，目前复合材料在国产直升机上的应用已有30%以上。4）团队协作，研发产品。

5）Q:总体设计是一个复杂的系统协调过程，目前主要是用人的经验还是借助软件等工具来研发？A:都有

8、同济校友讲话：

1）整个工科分为两个大的方向（机械类和电子信息类），单纯的材料方向在602所的发展较为狭窄

2）军机的航电基本都是自主研发，先由研究所设计，再由外面的企业负责制造。3）复合材料机箱在导热、电磁屏蔽方面比不上传统的铝合金或者镁铝合金。4）近几年直升机发展很快，尤其是军机方面，但是民机的发展迟缓，归结于制度的问题。

5）直升机在现代战争中扮演的角色：低空突防，因此需要隐身。6）直升机使用的涡轴发动机已经有国内厂家生产并实际应用。

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四、航空制造装配工艺分析及改进

1、航空制造技术工艺改进之先进复合材料热压罐共固化技术

对于封闭式盒型典型结构部件，通常是采用对合模控制外形，内腔橡胶软模施压的共固化工艺技术，也就是在对合模中，在预浸料蒙皮、墙体间采用特种橡胶软模及真空系统将墙体与蒙皮一次性成型出来，如图1（a）所示。在加温固化过程中，对预制品施加压力是靠橡胶软模的热膨胀力来完成的。这种成型工艺使用的橡胶软模成本极高，且存在以下的问题：

（1）、对于预浸料蒙皮或墙体设计层数较多时，材料中的小分子物较难排尽，产品容易产生疏松及空隙率缺陷。

（2）、橡胶软模是作为压力源使用的，由于橡胶软模较厚，尤其是在角区，其膨胀能力与其他部位存在差异，不能使墙和蒙皮的过渡角区完全贴合，导致蒙皮和墙体脱粘、疏松。

（3）、软模各部位的热膨胀力的计算复杂，使用次数有限，成型模设计要求高。（4）、软模在加热过程中因热传导问题，导致制件加热固化不定因素增多，引起固化后质量不稳定。

针对上述问题，我们经过反复试验，在工程化生产中不断改进，将软模共固化工艺优化为图1（b）所示形式，利用这种工艺制造的复合材料制件，性能更优。这种金属-橡胶组合式芯模用于盒型结构受力部件的共固化成型，能够实现匀压效果，并能够有效降低制造成本。

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2、主动轴机械加工工艺改进

在拉削加工时，原来是以零件的短端外径定位而进行加工的，由于定位面短（占零件总长30%左右），而零件悬空在夹具外的部位长（占零件总长的70%），这样在加工时由于拉刀刀齿是进行断续切削，产生的震动影响到悬空的长端，是零件产生明显的摆动，加工出来的花键跳动较大，可达0.08左右，而且跨距尺寸也不均匀，齿的分度误差较大，造成有的方向跨距大，有的方向则小些。为此，改由零件的长端定位，那么悬空在夹具外的部位就小（占30%左右），由于定位面较长，加工时就不会产生摆动而影响尺寸及精度了，加工出来的跨距尺寸和圆跳就能完全符合图纸要求。见下图

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五、总结及建议

在此，非常感谢昌河飞机制造厂能给我这次难得的实习机会，不仅学到了很多实践与理论知识，还学到了作为航空人应有的保密意识。同时也感谢各位洪都集团的老师、教授、研究员给我们的热情讲解，让大家在日后的科研工作、深造学习中有了一份难得宝贵的经验与财富。最应该感谢的是同行的李老师，由于航空制造行业的保密特殊性，昌飞方面的接待人员在给我们进行讲解时有所顾虑，在一些机密技术讲解时有所保留，这个我们可以理解。多亏了李老师凭借自己多年的实践经验，在工厂参观时进行了耐心且细致的讲解，我们获益匪浅。

经过这次昌河实习，留下了不少遗憾。一是没有了解到我国直升机制造的最先进技术，处于保密需要，我们参观的内容主要是一些皮毛上的东西，学到的知识点也很模糊，以至于实习结束后留下的印象只是一台台的机床和满车间的零件，至于这些零件时以怎样的工艺流程加工出来的，基本没有啥印象。二是在景德镇呆了两周的时间，唯一看到的一家直升机是昌河公园里面停放的一家直升机外壳。虽然说看到真飞机并不会给我们的知识带来多大的提升，但是这对我们提

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升航空人的自豪感有着不可替代的作用。

在考虑保密工作和实习讲解如何平衡的过程中，我联想到了电影的分级制度，对电影按照成人、未成年等进行分级，不同的级别有不同的放映规范，同样，工厂方面的技术专家可以先把讲解内容分为A,B，C两类。A类是高度机密的技术知识，B类是先进、机密的技术，C类是相对成熟、非机密的技术；在进行实习讲解时，A类绝不涉及、B类只讲皮毛、而C类知识则重点、详细讲解。有了这种分级制度，工厂的讲解员再也不用担心选在头顶的“保密之剑”，有的放矢的进行讲解。