他为国产C919大飞机试刀！国产刀具打破国外垄断，生产周期提速6倍

他将国产C919大飞机难加工材料刀具生产周期从半年缩短到1个月，整整提速了6倍。他就是上海工具厂有限公司数控刀具厂技术分中心主任顾立晨。

“这些钻头就是用在C919大型客机上的刀具，主要是为大飞机的翅膀‘打孔’。飞机翅膀是由数层不同的材料压制而成，钛合金，铝合金、碳纤维……需要用铆钉把这些不同的材料‘严丝合缝’地捏合在一起……这需要用特殊的钻头在飞机翅膀上打孔，打20000多个尺寸极其苛刻的孔……”顾立晨一边讲，一边用手中的钻头比划着。

“第一架大飞机使用的钻头是进口刀具。为了打破国外垄断，我们决定自己研制这种钻头。实际上，第二架大飞机更加纯粹，因为它使用了更多中国自己的刀具……每一个进步都不容易！”停顿了片刻，他继续讲道。

今天，C919大飞机加工制造所用刀具中，上海工具厂可以提供其中的80%。从2017年11月开始，上工陆续接到中国商飞上海飞机制造有限公司的订单。

讲起与C919的故事，顾立晨说要从2017年的冬天说起。

当时，上海工具厂开始与上飞厂合作。顾立晨也因此一头扎进了C919大飞机专用刀具的攻关项目上。

这是一个前所未有的挑战，因为C919飞机是民用大飞机，机身由超过60%的碳纤维、玻璃纤维等复合材料构成，切削起来十分困难。C919的加工工况更为复杂，需要手工加工、普通机床加工、数控机床加工、虚拟五轴机床加工，每种加工工况对于刀具设计都有不一样的要求，甚至连刀具的材料、涂层选择也是五花八门，这无疑给试刀增加了非常大的不确定性。

但顾立晨并没有畏惧。国产大飞机像一个骄傲的精神符号，始终指引着他不断前进。

2018年春，顾立晨接到上飞厂的紧急试刀任务。当时，被加工材料为钛合金+复合材料+复合材料三块板，厚度分别为10毫米、9毫米、10毫米，这几种材料可是航空界最典型的难加工材料，而所要求的刀具需要同时完成钻孔、铰孔、锪窝三个步骤。此外，要求加工孔径公差均需保证在0.03毫米以内，锪窝角度公差则需要控制在0.5°以内。

从专业的角度来说，这几种材料加工后的反缩孔率都不一样，要一把刀具来加工，其难度可想而知。顾立晨为了这次试刀，精心准备了4组方案。

在试验阶段，第1组和第2组方案因金刚石涂层硬度太高，导致刀具基体脆性增大，都以刃口崩裂而告终。

第3组方案加工到第3个孔时，由于钛合金层阻力明显加大，导致复合材料出口处开始劈裂烧刀。

第4组方案虽然很顺利地加工了8个孔，但只有前面2个孔达标，而后面6个孔皆以复材劈裂而告终。

“为什么在普通数控机床上都能达标，而到了这种自动机床上却屡屡失败？”顾立晨结合现场试刀的细节反复思考着。

通过不断的分析研究，他发现这种机床的散热特别慢，再加上几种极难加工材料，很容易产生烧刀和磨损。于是，他优化了刀具的几何结构参数，提高了刀具锋利度。他又将“四刃带”设计改为“双刃带”设计，并使用极细颗粒的刀具材料......

经过半个多月的努力，顾立晨的试验终于获得了成功。“当时，一共打了17个孔，不仅符合对方技术要求，也没有出现烧刀和劈裂分层。”顾立晨回忆说。

经过整整一年的摸索和总结，顾立晨终于掌握了一套针对C919的刀具设计及加工制造方法。助力国产大飞机的伟大事业，就在这无数个日夜里，在一个平凡人的身上，悄悄上演。

作者：张晓鸣
编辑：祝越
责任编辑：顾一琼

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