沈飛高級技工手搓殲-11戰鬥機零件？中國戰機生產線啥情況？_風聞

　　前幾天，《人民日報》報道了沈飛“90後”高級技師楊國心的事蹟，説是他為戰機加工的零件精度可精準控制在0.005毫米，相當於一根頭髮絲的二十分之一！

　　這個精度是他用手工加工的精度，而楊國心的師傅“大國工匠”方文墨，則是在2016年創造了手工精密銼削0.003毫米加工公差的“文墨精度”，刷新了國產航空零部件加工的標準精度。

▲方文墨

　　看到這裏，可能就有網友會有疑問，**戰鬥機零件製造都應該在現代化的生產廠房，用自動化生產線啊，怎麼科技進步到現在了還需要人工手搓零件呢？**這跟現代戰機高大上的形象完全不搭邊啊！   

　　實際上，現代戰機的生產是離不開手工的。央視軍事頻道《國防科工》就曾報道了一位叫李世峯的西飛高級鈑金工，他就是用一把錘子，通過一錘一鑿把金屬板敲成“薄紙”，參與到幾百架戰機的製造當中。

　　之所以要用到人工拿錘子敲，這是因為現代戰機機身所用的是非常特殊的材料，原料在進廠時都是軟料，初次定型後，只有要先經過一次500℃的高温處理，再經過一次30℃的常温處理，金屬強度才能達到裝備要求。

　　而這一熱一冷就會讓金屬板產生不規則的應力變形，材料越薄變形就越厲害，那麼這個時候就需要復原調校，要想把一張凹凸不平的金屬板，錘得跟一張薄紙一般平整，就需要極其高超的手工打磨技術。   

　　像李世峯加工的機身和尾翼連接處薄板，僅有0.5毫米厚，要做到和機身完美貼合，間隙精度不能超過0.02毫米，一根頭髮絲都穿不過去，否則一旦有間隙，就會不密封，在高速飛行時就有可能從那個部位撕裂，導致戰機。

　　在西飛，殲轟-7A、轟-6K和運-20的零件，大概有佔飛機機身40%-70%的零件都是依靠機牀加工再手工修整出來的，而像這樣通過手工打造飛機鈑金零件，也是國際上通行的方式。

　　現在全世界到處飛的波音737、757、767、777型等各種大型民航機，也都是在西雅圖的工廠這樣敲出來的，而這也是他們曾經採用自動化加工之後“版本回滾”的結果。   

　　2013年時，作為全球世界四大機器人廠商之一的庫卡曾給波音搞了一個叫作“機身自動直立建造”工藝（FAUB）的裝配流程。

　　在此之前，庫卡公司的“集成裝配線”被運用在F-35中機身的裝配，其中大量應用了機器人、激光測量、無人導向車、射頻識別、平板操作等先進的技術。

▲庫卡集成的F-35 進氣道雙機器人協同裝配單元

　　波音看這效果不錯，就想把這套工藝用到777系列飛機的製造上，改進傳統依靠人工的工藝流程。

　　在傳統的中機身前後段裝配流程中，機身被安裝在一個大芯軸上，裝配下半部分時先把機身翻過來，等裝配上半部分時再翻回去，期間需要人工在蒙皮壁板需要由人工鑽孔、鍃孔並安裝緊固件。

　　而波音的FAUB工藝則是在安裝緊固件時，把桶形的機身固定在一個大托架中，由兩組共四台機器人分別在機身內外負責鑽孔和緊固件的緊固。

　　其中一組在機身上半部分工作，另一組在下半部分，機器人的多功能末端執行器上安裝有小型攝像頭，把實時圖像傳輸到監測電腦，從而控制機器人移動並進行診斷。

▲B777X 前機身段的庫卡雙機器人協作裝配系統

　　這樣一來就免了人工裝配的剛性工裝夾持，也省得翻轉機身了，而且還讓機械師的工傷減少了40%，不用天天費勁巴拉打螺絲了。

　　可天並不遂人願，FAUB在2015年剛裝好，到了2016年就變成了機械師口中的“噩夢”。

▲還未拼接成桶形的機身壁板

　　這是因為FAUB工藝並非全自動，由於沒有剛性的工裝，蒙皮壁板、框和地板橫樑中就得鑽出額外的孔，以便裝配時精準對齊結合。

　　當機身段拼接成桶形後，就會移動到自動化單元，由4台機器人施加永久緊固件，然後柔性工裝分開，機身段移動到下一環節，機械師開始在機器人到不了的受限空間裏，手動插入剩餘的緊固件和支架，而問題就出在這個階段。

▲精度需要工程師仔細檢查

　　2016年上半年，一台機器人在工作時嚴重劃傷了一架中國東方航空公司訂購的777機身金屬蒙皮壁板，導致壁板報廢。

　　2016年8月，工程師發現一架大韓航空的777貨機上，FAUB安裝的幾百個鉚釘精度都達不到要求，必須要全部拆下來返工，這就大大增加了機械師們的工作量，搞得怨聲載道。   

　　波音當時本以為停用系統、更新軟件就能解決問題，但是實際效果實在是差強人意，無奈之下，只得在2019年又用回到了原來的“柔性導軌鑽孔”工藝。

　　這就是2條柔性導軌真空吸附在飛機結構件上，導軌上裝有小車，內有鑽孔主軸，鑽孔系統在導軌上爬行並自動鑽孔，只需要在桶形機身上鋪設一條環形軌道，小車繞機身一圈就把孔鑽完。

▲柔性導軌鑽孔系統

　　自動系統只負責鑽孔，機械師負責手動加裝緊固件，這樣就使得錯誤率大大降低，其實當年777中機身裝配最早引入該系統時，就已經能消除98%的缺陷了，可到後來被FAUB取代了。   

　　從自動化製造再返回到人工操作，聽起來很low，可實際上這是功能和成本選擇的最優解。

　　理論上講，所有人能加工的都能用機器做出來，機器也能輕鬆完成很多人幾乎不可能完成的高難度動作，而且機器也不會像人那樣生病、疲勞，但在某些情況下，如果讓機器來做人看來很簡單的動作的話，就非常難，或者説代價極大。

　　比如説要想把香皂從香皂盒裏取出來放進包裝袋，人工的話毫不費力，但如果用機器的話就涉及到視覺定位、軌跡控制、力反饋等複雜問題。

　　還有就是在加工高精度、易變形、超小和超大尺寸、光潔度高的工件時，人工的加工精度要強於機器，只是很多人都過於低估人手的精度了，要知道早在十九世紀，就有工匠能雕刻1/200毫米精度以上的均勻光柵，誤差保持在10%以下。

　　像現在一般的機牀加工精度能達到並在加工過程中穩定在1絲公差就算很好的了，精度再高一些就需要老師傅上手了，還有加工Ra0.4、Ra0.2這種鏡面，單靠機器加工的話廢品率肯定要爆表，只能依靠磨牀加人工。

　　而且加工還得考慮零件的變形，一般來説，工件都是先用銑削加工到接近千分之幾的範圍的尺寸，送去熱處理，把殘餘的壓力釋放出來，然後再送到技師手上進行打磨。

　　尤其是在工件精度達到千分之一的情況下，即便是高精密機牀加工，由於夾緊力的釋放，也會使工件產生變形，而且機加工產生的熱也會造成工件的扭曲。   

　　而人工沒有任何的裝夾力，也不會產生熱量，所以精度要高很多，像早期潛艇螺旋槳完美的阿基米德螺線就是靠人工加工出的。

　　再者説，要求越高的行業，操作標準就越細緻，像航空製造業內任何手工操作都有標準施工手冊，用來規範人工在製造、裝配、修理等各方面的標準，這就可以避免個人經驗不同帶來的偏差。

　　再就是出於成本的考慮，每提高一個等級的精度，機器的成本可能會呈指數倍增長，除非這個工件達到一定的生產規模，單件成本才會均攤降低，而飛機零件本身就產量很小，專用機牀少，自然是用人工更省錢了。

　　當然了，事物的發展會是螺旋上升的過程，在將來，人工與機器肯定還會有碰撞，咱麼也大可不必擔心機器會取代人類，畢竟擁有最複雜精密人腦的我們，這點自信還是要有的。

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