他將國產C919大飛機難加工材料刀具生產週期從半年縮短到1個月，整整提速了6倍。他就是上海工具廠有限公司數控刀具廠技術分中心主任顧立晨。
“這些鑽頭就是用在C919大型客機上的刀具，主要是為大飛機的翅膀‘打孔’。飛機翅膀是由數層不同的材料壓制而成，鈦合金，鋁合金、碳纖維……需要用鉚釘把這些不同的材料‘嚴絲合縫’地捏合在一起……這需要用特殊的鑽頭在飛機翅膀上打孔，打20000多個尺寸極其苛刻的孔……”顧立晨一邊講，一邊用手中的鑽頭比劃著。
“第一架大飛機使用的鑽頭是進口刀具。為了打破國外壟斷，我們決定自己研製這種鑽頭。實際上，第二架大飛機更加純粹，因為它使用了更多中國自己的刀具……每一個進步都不容易！”停頓了片刻，他繼續講道。
今天，C919大飛機加工製造所用刀具中，上海工具廠可以提供其中的80%。從2017年11月開始，上工陸續接到中國商飛上海飛機制造有限公司的訂單。
講起與C919的故事，顧立晨說要從2017年的冬天說起。
當時，上海工具廠開始與上飛廠合作。顧立晨也因此一頭扎進了C919大飛機專用刀具的攻關項目上。
這是一個前所未有的挑戰，因為C919飛機是民用大飛機，機身由超過60%的碳纖維、玻璃纖維等複合材料構成，切削起來十分困難。C919的加工工況更為複雜，需要手工加工、普通機床加工、數控機床加工、虛擬五軸機床加工，每種加工工況對於刀具設計都有不一樣的要求，甚至連刀具的材料、塗層選擇也是五花八門，這無疑給試刀增加了非常大的不確定性。
但顧立晨並沒有畏懼。國產大飛機像一個驕傲的精神符號，始終指引著他不斷前進。
2018年春，顧立晨接到上飛廠的緊急試刀任務。當時，被加工材料為鈦合金+複合材料+複合材料三塊板，厚度分別為10毫米、9毫米、10毫米，這幾種材料可是航空界最典型的難加工材料，而所要求的刀具需要同時完成鑽孔、鉸孔、鍃窩三個步驟。此外，要求加工孔徑公差均需保證在0.03毫米以內，鍃窩角度公差則需要控制在0.5°以內。
從專業的角度來說，這幾種材料加工後的反縮孔率都不一樣，要一把刀具來加工，其難度可想而知。顧立晨為了這次試刀，精心準備了4組方案。
在試驗階段，第1組和第2組方案因金剛石塗層硬度太高，導致刀具基體脆性增大，都以刃口崩裂而告終。
第3組方案加工到第3個孔時，由於鈦合金層阻力明顯加大，導致複合材料出口處開始劈裂燒刀。
第4組方案雖然很順利地加工了8個孔，但只有前面2個孔達標，而後面6個孔皆以復材劈裂而告終。
“為什麼在普通數控機床上都能達標，而到了這種自動機床上卻屢屢失敗？”顧立晨結合現場試刀的細節反覆思考著。
通過不斷的分析研究，他發現這種機床的散熱特別慢，再加上幾種極難加工材料，很容易產生燒刀和磨損。於是，他優化了刀具的幾何結構參數，提高了刀具鋒利度。他又將“四刃帶”設計改為“雙刃帶”設計，並使用極細顆粒的刀具材料......
經過半個多月的努力，顧立晨的試驗終於獲得了成功。“當時，一共打了17個孔，不僅符合對方技術要求，也沒有出現燒刀和劈裂分層。”顧立晨回憶說。
經過整整一年的摸索和總結，顧立晨終於掌握了一套針對C919的刀具設計及加工製造方法。助力國產大飛機的偉大事業，就在這無數個日夜裡，在一個平凡人的身上，悄悄上演。
作者：張曉鳴
編輯：祝越
責任編輯：顧一瓊
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