大型航空结构件数控加工装备技术分析
本文从航空结构件的发展特点出发，结合国内外航空制造业现状，对大型飞机结构件的数控加工装备及数控加工技术进行探讨，论述了当前大型航空结构件数控加工装备的发展方向及*数控加工技术。
自20世纪50年代*台数控机床问世以来，数控机床及数控技术经历了半个多世纪的发展，如今数控加工已普及到各个制造领域，不仅提高了产品加工质量和效率，缩短了生产周期，改善了劳动条件，而且对制造企业的产品结构和生产方式都产生了深远的影响。数控加工作为一种、精密的数字化切削加工技术，成为飞机复杂结构件机械加工的主要手段，飞机结构件50%以上的加工工作量由数控加工完成。而随着航空工业的不断发展，飞机性能不断提升，飞机结构件日趋大型化、复杂化，对相应的数控加工装备及数控加工技术提出了更为苛刻的要求。本文从航空结构件的发展特点出发，结合国内外航空制造业现状，对大型飞机结构件的数控加工装备及数控加工技术进行探讨，论述了当前大型航空结构件数控加工装备的发展方向及*数控加工技术。
航空结构件的发展和特点
1 航空结构件的发展趋势
飞机结构件是构成飞机机体骨架和气动外形的主要组成部分，随着现代飞机为满足隐身、超声速巡航、超常规机动、高信息感知能力、长寿命、结构轻量化等方面的性能要求，大量地采用新技术、新结构、新材料，其结构件呈现出以下的发展趋势。
（1）结构大型化。
相对于以往的小型结构件焊接、组装模式，采用大型整体结构件可大量减少结构件零件数量和装配焊接工序，并有效减轻飞机整机重量，提高零件强度和可靠性，使飞机的制造质量显著提高，如f-22战机后机身整体框毛坯尺寸达到4000mm×2000mm。
（2）结构复杂化。
飞机整体结构日趋复杂，其外形多数与飞机的气动外形相关，周边轮廓与其他零件还有复杂的装配协调关系。同时，薄壁加筋结构使得结构件刚性弱，筋顶结构复杂，壁厚zui薄部位不足1mm。
（3）材料多元化。
随着新一代战机性能的逐步提高，新型高性能材料不断引入，高强度难加工材料和低密度轻质材料成为航空结构件的两大类主要材料，结构件材料逐渐由铝合金为主转变为铝合金、钛合金、复合材料并重的局面。
（4）制造化。
制造对结构件形位、尺寸公差都提出了更高的要求，以满足装配的需要，如腹板zui高精度达到±0.1mm，比前一代飞机提高一倍以上。
2 航空结构件的工艺特点
航空结构件的上述发展趋势决定了其工艺特点：结构复杂，加工难度大——零件外形涉及机身外形、机翼外形及翼身融合区外形等复杂理论外形，且需与多个零件进行套合；切削加工量大——材料去除率达到90%以上，部分零件甚至达到98%；薄壁，易变形——存在大量薄壁、深腔结构，为典型的弱刚性结构；加工精度高——装配协调面、交点孔等数量多，零件制造精度要求高；难加工材料比例大——以钛合金、复合材料为代表的难加工材料比重越来越大，对航空制造业提出了严峻的挑战。
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航空结构件的发展和特点
1 航空结构件的发展趋势
飞机结构件是构成飞机机体骨架和气动外形的主要组成部分，随着现代飞机为满足隐身、超声速巡航、超常规机动、高信息感知能力、长寿命、结构轻量化等方面的性能要求，大量地采用新技术、新结构、新材料，其结构件呈现出以下的发展趋势。
（1）结构大型化。
相对于以往的小型结构件焊接、组装模式，采用大型整体结构件可大量减少结构件零件数量和装配焊接工序，并有效减轻飞机整机重量，提高零件强度和可靠性，使飞机的制造质量显著提高，如f-22战机后机身整体框毛坯尺寸达到4000mm×2000mm。
（2）结构复杂化。
飞机整体结构日趋复杂，其外形多数与飞机的气动外形相关，周边轮廓与其他零件还有复杂的装配协调关系。同时，薄壁加筋结构使得结构件刚性弱，筋顶结构复杂，壁厚zui薄部位不足1mm。
（3）材料多元化。
随着新一代战机性能的逐步提高，新型高性能材料不断引入，高强度难加工材料和低密度轻质材料成为航空结构件的两大类主要材料，结构件材料逐渐由铝合金为主转变为铝合金、钛合金、复合材料并重的局面。
（4）制造化。
制造对结构件形位、尺寸公差都提出了更高的要求，以满足装配的需要，如腹板zui高精度达到±0.1mm，比前一代飞机提高一倍以上。
2 航空结构件的工艺特点
航空结构件的上述发展趋势决定了其工艺特点：结构复杂，加工难度大——零件外形涉及机身外形、机翼外形及翼身融合区外形等复杂理论外形，且需与多个零件进行套合；切削加工量大——材料去除率达到90%以上，部分零件甚至达到98%；薄壁，易变形——存在大量薄壁、深腔结构，为典型的弱刚性结构；加工精度高——装配协调面、交点孔等数量多，零件制造精度要求高；难加工材料比例大——以钛合金、复合材料为代表的难加工材料比重越来越大，对航空制造业提出了严峻的挑战。
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