航空零件的高精加工

隐形和超音速是洛克希德·马丁公司出品的F-35闪电战斗机的两大特点。作为世界上最复杂的重量级战斗机之一，其零件的加工难度可想而知，用以打造这些零件的Starrag精密机床的卓越性能也不言而喻。每台闪电战斗机的制造涉及60多个安装流程。

虽然操纵价值1亿美元的F-35战斗机只需要一名飞行员，但是要完成“F-35闪电战”，则需要数千架联合打击战斗机（JSF）的配合。

Starrag公司销售总监Alexander Attenberger表示：“观看美国空军的飞行表演或是观看F-35战斗机的飞行训练时的感觉是非常震撼的。Starrag公司能够参与美国空军JSF制造计划，我们感到非常荣幸和自豪，这种合作关系将延续50年。”

洛克希德·马丁公司出品的F-35C 联合打击战斗机，是美国海军舰载机型。（图片来源：Starrag Group）

Starrag机床用以打造JSF联合打击战斗机中的多种钢、铝、钛金属零部件。

Starrag与JSF计划
Starrag公司于2000年代初参与了F-35制造计划，当时Starrag公司正与一家英国客户合作进行钛合金零件的加工研究。Starrag以前曾与该客户和其他飞机制造商合作开发过定制化机床，用于加工其他的飞机零件。
Starrag公司总经理Bernhard Bringmann博士说：“Starrag在钛合金加工方面有着丰富的经验和竞争实力，特别是在刀具成本的控制方面。”这是整个加工周期的成本大头。由于Starrag公司在钛合金加工方面的研发不断深入，很快就开发出了Big Titanium Profiler（BTP）加工中心，其托盘尺寸达到5,000mm x 2,000mm，可容纳整个JSF纵梁。现在，有23台这样的加工中心服务于英国和澳大利亚的工厂中。

BTP 5000/2型机床带有1,000Nm扭矩双主轴，并配有带400多个刀位的刀库，可完成钛合金尾翼的铣削：加工宽度可达 700mm至800mm，切深可达50mm，加工精度可达 30µm以内，表面粗糙度可达Ra=1.6（5轴加工）和Ra =0.8（3轴加工）。Starrag公司还提供优质的交钥匙解决方案，其服务内容包括建造2m深的机床地基，以确保机床运行的稳定性。

一架F-35A Lightning II 战斗机正靠近KC-135 Stratantanker 加油机，完成空中加油。（图片来源：美国空军/ 中士John Nimmo）

“通过我们在金属零件高精加工方面的不懈努力，一定会帮助JSF客户在接下来的五十年里保持住很高的行业水准，”Bringmann说道，“对于销售出去的每台机床和柔性制造系统（FMS），我们都会与客户保持紧密合作，以寻求完美的加工解决方案，实现最高的加工质量和成本效益。”

六轴龙门加工中心
Starrag公司推出的Droop + Rein FOGS高架龙门式6轴加工中心，配有扭矩为300Nm的主轴和固定式叉型刀头，可完成JSF高速模具的精加工。Starrag公司还在不断开发新的FOGS机床模块，配合不同的刀具，以满足各种钢、钛F-35零部件的加工需求。

针对碳纤维材料的加工需求，Starrag公司基于FOGS机床开发了柔性制造系统，并将其安装在大型、温度受控厂房中。只需配置好控制面板，就可一次装夹完成表面铣削、钻孔、清洁等工序，之后加工好的工件会被传送到集成的三坐标测量仪中进行测量。此时工件是固定在工作托盘上的，并且整个测量过程是在恒定真空下完成的。

Droop+Rein FOGS 6 轴龙门加工中心的内部照片（图片来源：Starrag Group）

此外，这种柔性制造系统中还集成了先进的控制软件，即Starrag运动管理系统，该软件系统的特色为5轴插补模式，可将机床精度控制在50μm。即使是早期集成在制造系统中的机床模块，通过该软件的控制也能保持上述体积公差。该制造系统中最早只集成了五台机床模块，如今已经扩充为九台机床模块，所有模块的控制都由90-pallet Fastems软件系统完成。

JSF计划
F-35 Lightning II战斗机，是美国空军单座、单引擎、全天候隐形、多用途战斗机家族中的一员。该战机主要有三种机型，分别为：常规起落型F-35A；短距起飞和垂直降落型F-35B；舰载起落型F-35C。该战机的前身为X-35型战机，由洛克希德·马丁公司出品，其主要的合作制造商为Northrup Grumman公司和BAE系统公司。美国军方计划在2044年之前采购2456架F-35战机。该机型的服务期限预计为2070年。

Starrag公司提出的零件互换概念也源于JSF计划。JSF计划中所涉及的飞机零部件是由分布于世界各地的多个制造商供应的，因此所有零件都要满足严格的公差互换规范，才能满足安装要求。Starrag公司以前有过类似的欧洲战机零部件制造经验，因此可以满足这样的互换性标准。最初Starrag公司为JSF计划提供定制化卧式加工中心，之后又将体积补偿程序添加到标准FOGS模块中，以完成更加复杂的加工任务。

Starrag公司将自身的专业经验与客户意见相结合，为其客户提供优质的生产解决方案。除了机床设备外，Starrag公司与客户的合作领域还涉及CNC软件、工装夹具以及刀具的设计和开发。

 “我们不仅为客户提供高质量低成本的优质生产解决方案，还提供涉及整个生产生命周期的技术服务支持。参与JSF计划意味着，我们至少还要在飞机零部件制造领域继续努力50年。”Bringmann说道。

来源：荣格-《国际金属加工商情》


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