在追求极致性能的航空航天领域，飞机大型曲面蒙皮与运载火箭贮箱箱底这类极弱刚性超大超薄曲面零件，是传递复杂载荷、塑造气动外形、平衡刚度重量的关键构件，其服役性能要求极高，加工难度更是业内公认的“硬骨头”。

如今，航空工业制造院金属大型蒙皮高效镜像铣削加工应用技术项目团队研发的镜像铣削系统投入使用，实现加工过程全数字化仿真与优化，已成功应用于C919大飞机、长征系列火箭等多个国家重点型号。

蒙皮加工：从“化学减法”到“物理减法”

过去加工飞机蒙皮，需用耐腐蚀涂层保护无需切削的区域，再将整块板材浸入腐蚀液，依靠化学反应去除多余材料，这种“化学减法”不仅工序繁琐，还存在材料浪费、环境影响等问题。而镜像铣削技术采用“物理减法”——在板材一侧用支撑头实时贴合蒙皮内表面，另一侧用铣削头同步进行精准切削。技术带头人丁悦饶有兴致地说，这就像一位技艺高超的雕塑家，能够“感知”材料的每一处细微变化，实现复杂曲面和变厚度结构的一体化加工。

“这项技术的核心在于‘镜像同步’，即支撑头和铣削头必须像镜子内外的手一样高度同步，误差不能超过0.05毫米，相当于一根头发丝的直径。”

2015年12月，139厂房里，一台高达6米的庞然大物以微米级的精度移动，低沉而平稳的运行声中，银白色的航空铝合金板材上被划出一道道优美的切削轨迹。这不是普通的数控机床，而是我国自主研制的首台“飞机蒙皮镜像铣削加工原型样机”，它的诞生标志着我国在极弱刚性超大超薄曲面零件制造关键技术上实现了历史性突破。“十四五”期间，制造院技术攻关团队啃下一块又一块“硬骨头”，为我国大飞机和空间探索事业的发展提供了有力的制造重器。

数年攻坚：从理论无人区到实践主战场的跨越

在启动镜像铣削加工技术研究之初，国内没有可借鉴的成熟经验，国外则对此类设备和技术实施严格封锁。丁悦回忆道：“封锁线的另一面，恰是创新地图上未标注的荒野，而我们自己就是绘图者。”工艺开发、控制算法、机械结构……105所和装备中心迅速组建联合研发团队，向着技术高地发起冲锋。

团队面临的第一个难题就是“滞后补偿”。高速加工中，支撑系统的响应总会比指令慢几毫秒，这点看似微不足道的“滞后”，在精密加工领域却是致命缺陷。数以百次的模拟运算，在无数个深夜里点亮实验室的屏幕。终于，团队在尝试十余种算法模型后，在技术的铁幕上划开一道锐利的缝隙，创新性地提出“自适应预测补偿算法”，将同步误差控制在0.03毫米以内。闯过理论的“无人区”，团队又迎面遇上工艺技术的“沼泽地”。蒙皮成形后与理论数模偏差较大，无法适应复杂曲面加工要求。青年队员杨洁回想起当时的场景，依然能感觉到几分紧张，“再试一次这个模型。”“这组参数先记着。”这样的对话几乎每天都在车间里上演。经过扫描测量、数模比对、程序调整等一系列反复试验，团队终于成功控制蒙皮下陷厚度精度，攻克了工艺适配的核心难关。

“十四五”期间，团队联合航空工业洪都、中航西飞和西飞民机三个主机厂开展3年联合攻关，突破工艺参数优化、加工轨迹自适应规划等关键技术，实现蒙皮镜像铣削加工工艺与装备的深度融合。C919全架份20件蒙皮的镜像铣削加工全流程生产周期从55天缩短至42天，同时完成支线客机3个图号共9件零件的镜像铣加工工艺验证，有力支撑了C919大型客机与支线客机机身蒙皮的绿色、高质、高效生产。

跨界突破：从飞机蒙皮到火箭箱底的技术延伸

飞机蒙皮镜像铣削技术的成功，为团队注入了强大信心。此时，航天领域的一个“卡脖子”难题摆在了他们面前——大型运载火箭整体箱底的加工。

火箭箱底是燃料贮箱的关键部件，多为半球形或椭球形薄壁结构，最薄处不足0.8毫米，却要承受发射时的巨大载荷。传统加工方法工序繁多、效率低下、一致性差，且焊缝密集，严重影响结构的可靠性。“箭箱底和飞机蒙皮虽然形状不同，但都属于大型薄壁曲面件，镜像铣削技术有共通之处。”压力大的时候，团队成员心里都攒着一股不服输的劲儿，“问题总有解决的办法。”2022年初，团队开启第二次技术攻关。

这次的挑战是直径5米的大型火箭箱底。如此大尺度的薄壁结构，加工中极易变形，难度堪比“在豆腐上雕刻”。更换材料、优化程序、摸索成型规律、设计专用工装……团队对每一个可能出错的环节都慎之又慎。终于，压在攻关团队胸口的巨石落了地——团队研发出高动态混联刚柔耦合自适应镜像铣削系统，通过在支撑侧引入七轴串并联机构，结合冗余自由度调姿策略，形成当时国内最大箱底加工能力。这项创新发展出极弱刚性超大超薄曲面零件加工新理论，系统解决了定位基准失效、壁厚精度失控、切削振动失稳、补偿响应失调等一系列瓶颈问题，实现了从航空到航天的技术跨界。