本文轉自：解放日報

鏡像銑出大飛機“雞蛋殼”蒙皮

政府校企聯動研發關鍵設備獲上海市技術發明獎特等獎

上圖：鏡像銑工作原理示意圖。 下圖：雙五軸機牀在進行飛機蒙皮鏡像銑加工。均受訪者供圖 ■本報記者 俞陶然

一張巨大的飛機蒙皮，豎立在機牀加工室裏。一臺臥式雙五軸鏡像銑裝備的兩個機械裝置從左右兩邊對準蒙皮，通過同步運動進行銑削加工。上海交通大學機械與動力工程學院教授、上海拓璞數控科技股份有限公司董事長兼總經理王宇晗介紹：“這種鏡像銑裝備的加工精度非常高，蒙皮兩邊的銑削刀具和支撐測量裝置同步快速運動，要像鏡子兩邊的物體和影像一樣保持高度一致。”

26日，王宇晗帶領團隊完成的“航空航天大型曲面蒙皮/箱底雙五軸鏡像銑削技術與裝備”項目獲得上海市技術發明獎特等獎。這個項目的成果打破國外壟斷，實現了我國飛行器關鍵零件銑削裝備的國產化，加工精度達到國際領先水平。

“這些年，我一直處於離崗創業狀態，是交大和政府的支持推動這些成果實現了產業化。”王宇晗感慨道。

國產大飛機和運載火箭對可靠性、輕量化、大載荷的性能提出了非常嚴苛的要求。蒙皮是決定飛機疲勞壽命的主承載零件，佔機身面積的80%，重量的21%。國產大飛機的蒙皮採用輕量化、高強度的鋁鋰合金材料，需要減薄加工出10層厚度，最薄僅和雞蛋殼差不多。傳統的化學腐蝕銑工藝很難達到這一要求，而且會帶來很大污染。

燃料貯箱箱底是火箭發射載荷的主承力零件，新一代運載火箭採用液氫液氧燃料，需要保障貯箱在極端低溫條件下的承載能力，所以必須用整體箱底代替傳統拼焊箱底。在拓璞數控研製出全球首臺立式雙五軸鏡像銑裝備前，國內外尚無整體箱底的精密加工手段。

飛機蒙皮和火箭燃料貯箱箱底都屬於大尺寸、大柔性超薄曲面，爲了破解這兩個製造難題，王宇晗團隊從2010年起，在上海市重大技術裝備研製計劃的支持下，走上了攻關鏡像銑技術的道路。

鏡像銑裝備堪稱加工大尺寸、大柔性超薄曲面的神器，它將蒙皮等加工對象作爲鏡面，其兩側分別是銑削刀具和支撐測量裝置。後者能起到局部支撐作用，增加蒙皮等零件的剛性。它和銑削刀具必須做準確的同步運動，並在加工過程中根據零件的厚度、剛性變化實時調整銑削力度，以免把零件扎破。

2013年研製出火箭箱底鏡像銑樣機，2016年研製出飛機蒙皮鏡像銑樣機，採用壁厚僅1毫米鏡像銑箱底的運載火箭2022年完成首飛……上海交大和拓璞數控團隊在工信部、國家自然科學基金委、上海市經信委、上海市科委、閔行區政府的支持下，終於攻克了世界難題，成爲全球掌握鏡像銑技術的三個科研團隊之一。

談及上海交大和拓璞數控團隊緊密合作的原因，王宇晗說，拓璞數控是由5位上海交大博士與機牀行業企業家、工程技術人員聯合創立的，他作爲上海交大教授，常年深度參與企業研發和管理工作，並帶領博士和研究生開展產品技術攻關。

“這次獲得特等獎，交大的支持是非常重要的因素。是學校特批，讓我這些年一直在離崗創業。”王宇晗告訴記者。對高校而言，教師離崗創業是一種比較難落地的改革舉措，這方面的成功案例並不多，然而十多年前，王宇晗就通過“特批”走上了這條道路。

雙五軸鏡像銑這類高端工業母機的國產化，有力支撐了我國大飛機和空間探索事業的發展。如今，拓璞數控已完成“降維打擊”，開發出適用於新能源汽車等領域的“高端五軸車銑複合加工中心i500”，其售價約爲德國、日本進口產品的一半，正在開拓國產高端工業母機的市場。