1.4 飞机结构件加工的难点

飞机整体结构件在设计上趋于采用大投影面积、较薄的结构厚度。特别是机身半框、机身整框、机架壁板，设计上大多采用双面结构，腹板厚度一般小于3mm，零件长度在500mm以上，零件厚度达50mm以上。这些零件在进行机械加工时主要会面临以下几方面的问题。

（1）厚拉伸板材的装夹 由于整体结构件在厚度上趋于大厚度（50mm以上），在粗加工时板材在机床上的装夹会遇到新的问题。若采用真空吸附方式，由于夹紧力小，大厚度板材难以与夹具定位面紧密贴合。若采用压板压紧，在基准面加工时又容易产生加工变形，使零件的后续定位产生偏差，也容易使零件产生整体加工变形。

（2）双面结构件的定位装夹 新机型的整体薄壁结构件大多设计成双面结构，每个面上一般都由数个槽腔和孔等特征组成，而且同一面上加强筋的高度也不完全一致，这使得在零件翻面加工过程中有些加工部位缺少支撑，容易产生局部加工变形从而导致零件结构厚度难于控制。零件的定位夹紧无论是采用真空吸附还是机械夹紧，都存在较大困难。

（3）薄壁部位加工变形控制 目前对于整体薄壁结构件的机械加工，从工艺角度已经充分考虑了零件加工变形的控制，主要是合理分配粗加工、半精加工和精加工余量。双面零件则从两面均匀加工并安排适当的时效工序，对零件的总体变形控制取得了一定的效果。但在实际加工过程中仍存在由于加工变形而导致零件超差，特别是零件上的缘板结构和槽腔内的薄壁部位，往往由于加工过程中难于支撑而产生变形，从而导致零件整体变形较大。

（4）零件表面加工质量 零件的表面加工质量是飞机零件加工过程中需要控制的一个重要方面。由于设计结构的要求，常需要多种刀具进行切削加工，各种刀具之间的接痕使得零件加工表面质量不稳定。同时，对切削参数缺少系统的研究也会对零件表面加工质量产生较大影响。

（5）闭斜角部位的加工 由于空气动力外形的需要，在许多飞机薄壁结构件中，常有一些理论型面和闭斜角结构，这些结构特征需要专门的加工刀具才能满足设计要求。为了避免过多的刀具种类，目前一般采用通用刀具修磨后进行加工，这样产生的问题就是钳工修磨工作量大，相关部位壁厚一般都较小，加工过程中常常出现变形。

（6）零件外廓的连续加工 对于带有理论外形要求的薄壁结构件，无论是粗加工还是精加工，最好能一次完成型面加工。为满足这一技术要求，国内目前采用的方法是预留工艺凸台，这使得有相当的一部分材料被浪费掉。也有的采用在零件内部压紧的方式加工，但这样容易对零件的被压紧部位产生不良影响，特别是在被压紧部位较薄时容易对零件产生损伤。

（7）数控程序设计及编制 目前国内采用的编程系统多是在前代飞机生产过程中开发的，当时飞机的结构零件厚度较小，带有理论外形的部位可以用直纹面代替。由于新机型零件厚度增加，理论型面一般是双向带有曲度，采用直纹面编程方式加工难以满足理论外形的要求。此外，在刀具控制方式上（如切入、退出）也需做进一步研究，特别是在闭斜角部位加工时，程序编制中存在的问题还较多，极易切伤相邻面。