飛機結構件的發展趨勢及需求分析

　　
　　 隨著現代設計技術的發展和飛機性能提升的龍門加工需求，飛機結構件也呈現出一些新的變化，主要體現在以下幾個方面：
　　
　　（1）零件向整體化、大型化發展。整體結構設計是飛機減輕重量和提高性能的主要途徑，在現代飛機設計中，整體結構件呈現出數量越來越多、零件尺寸越來越大的發展趨勢。如F-22戰機後機身整體框毛坯尺寸達到4000mm×2000mm，A350內台中CNC加工後側梁達到6000mm×1200mm。預計在未來的設計中整體框結構尺寸將超過3000mm×4500mm，梁的長CNC搪床加工度將超過7000mm。
　　（2）零件結構復雜化、零件制造精確化。作為主要承力部件的飛機結構件，不但要滿足與其他零件的裝配協調關系，還有自身的結構尺寸精度、零件重量等方面的要求。在飛機結構零件尺寸向更大方向發展帶來的結果是零件結構更加復雜，大型化整體結構件已經開始與周邊連接段零件融合為一體，具有台中機械加工高精度裝配孔的耳片結構等大量出現在整體構件上。另外，在零件尺寸變大的同時，零件加工的尺寸精度反而提高，緣條厚度、腹板厚度更薄，轉角半徑、底角半徑更小，槽腔深度、緣條高度更大，造成零件制造精度和制造難度大為提高，再加上大量裝配高精度孔的出現，所以精確制造將是未來飛機結構件數控加工的關鍵技術。大型飛機結構件的精密加工將是對數控機床行業的一個挑戰，提高數控機床基礎大件結構特性和熱穩定性，控制環境溫度、加工狀態等不確定因素以提高機床加工精度將是機床制造業與航空制造業共同關注的焦點。
　　（3）零件材料多樣化。隨著現代飛機高速、高機動性能要求的不斷提高，具有比強度高、抗腐蝕性好、耐高溫等一系列突出優點的材料在飛機設計中被大量采用，逐漸成為飛機結構件的主要材料，如鈦合金、復合材料等。從美國歷代戰機主要材料分布圖發現，現代飛機材料已經從以前的鋁合金獨霸天下變成了鋁合金、鈦合金、復合材料三分天下的局面，而且復合材料、鈦合金還有進一步擴大的趨勢，例如在A350、波音787中復合材料比例均已達到50%以上。因此加工裝備不僅要解決鋁合金飛機結構件加工，還要解決鈦合金、復合材料加工。
　　
　　基於飛機結構件所呈現出的多種材料、大尺寸、高精度復雜曲面的發展趨勢，未來飛機結構件數控加工將面臨大型復雜曲面高精度五軸加工、鈦合金高效加工、復合材料綠色制造等技術難題，數控加工機床也將圍繞解決這3個問題而進行相應的研發工作。


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