1、引言

　　新中國成立以來，航空事業一直在不斷的發展，尤其是近幾年更是隨著科技的發展而越來越快，目前我國的航空事業已經具有了進行自主研制的能力，實現了系列化的生產，在飛機的種類上也已經越來越齊全，相關的配套產品也都陸續進行研發生產。現在，我國已經擁有了一個具有自主知識產權飛機。同時“新舟60”在市場上的反映也非常好，目前已經開始打入了國際市場。“殲-10”的第三代戰斗機在性能上已經超越了美國的“F-16B”，這說明了我國的航空水平已經進入到了國際先進水平的行列。近幾年隨著科技的發展，在設計和制造發動機方面已經有了一些突破，同時政府也越來越重視航空事業，相信在未來我國的航空事業將發展的越來越快。

　　目前飛機零件為了適應飛機向大型機、乘坐舒適等要求的方向發展，工程師們在設計零件的時候其理念同之前發生了很多的變化，希望可以減少飛機的零件數量從而減少飛機在安裝的過程中更加簡單，同時為了減輕飛機的重量這樣就要使零件變得更輕薄，所以目前來看如何制造出高質量的航空結構件，同時提升生產的效率是整個航空制造業急待解決的問題。下面就航空結構件數控加工變形問題來進行討論并且給出幾點控制策略。

2、航空結構件及其特點

　　目前看來為了適應整個航空事業的發展，在設計過程中被廣泛使用的是具有整體結構的薄壁結構件，具有這樣結構的典型零件有飛機的肋、壁板、框、梁、飛機的座艙蓋骨架等等，這些零部件具有的最大的特征是在結構為薄壁、零件的截面尺寸相對較小，零件在外形尺寸上相對較大、結構上非常復雜而且零件并不是對稱的等一系列的特點。零件的材料是以彈性較小的鈦合金及鋁合金作為主要的原材料，其制造加工的工藝通常采用的是軋制板、鍛件或預拉伸件，加工方式通常采用的是數控銑削。在飛機的零件當中通常在用具有薄壁和薄腹板構成薄壁結構，這樣的零部件通常局部剛性相對差一些；而整體件的最大特點其外形、截面尺寸具有是多樣性，零件的結構在形狀上相對比較復雜、而且并不是對稱的。有一些零部件不僅具有薄壁同時還有整體這樣的特征。在加工的過程中，整個零件在毛坯狀態時需要進行一些例如拉伸之類的預處理。這樣的處理過程，無法消除材料本身的內應力。所以會出現一些變形的問題。

3、航空結構件數控加工中出現變形的原因

　　航空結構件數控加工變形的因素有很多，而且變形并沒有固定的模式。我們通常會根據零件所發生變形的不同時間、不用尺度、不同原因極其不同的影響，將航空結構件數控加工變形進行分類，分別是零件的結構局部變形以及零件外形的輪廓整體變形。我們首先來看一下零件結構的局部變形，這一變形主要是在零件的切削和加工這一工序中出現，通常所表現出來的是過切、讓刀、局部彎曲等現象，通常是出現在刀具和工件的接觸區域范圍內。由于具有薄壁特征的零件的特點是薄壁這樣通常薄膜板在局部會有剛性不足的問題，這樣往往就會引起零件的一些局部變形問題，這樣的問題會導致的問題是零件的局部尺寸相對超差以及零件在形貌上會差一些；再來看一下外形輪廓整體變形所表現的是在零件完成了切削加工之后在進行扭曲、彎曲加工，同時如果零件加工完成后進行一段時間的放置也有可能會發生變形，這樣整體的結構件在完成加工之后就會出現外形輪廓整體變形的現象，發生變形的主要原因是由于當材料被去除了很大的一部分之后它本身的內應力會重新進行平衡的分布，加工時也會有溫度的變化，熱脹冷縮以前在放置的過程中外界的環境變化都會引起輪廓變形。整個零部件的熱脹冷縮問題，可以說在一定的溫度范圍內通常會是一個可逆的過程，所以想要解決這個問題通常可以通過對加工車間溫度、零件運輸過程中的溫度以及在后期飛機進行裝配的車間溫度保持一致來進行解決。

4、如何對航空結構件數控加工變形進行控制

　　4.1如何消除薄壁零件局部變形

　　航空零部件的薄壁零件壁厚范圍通常是在為0.5-3毫米之前，由于零部件的壁厚小所以其局部剛性是相對較弱的，這樣整個零件在加工過程的切削熱量和切削力對零件都會有較大的影響。所以想要控制薄壁零件在加工過程中的各種變形所要解決的主要途徑之一就是要處理好零件局部的剛度和切削力兩者之間的關系也就是說利用零件剩余剛度和降低切削力是減輕、消除薄壁零件局部變形的一個主要的方式。通過薄壁加工的一系列理論研究以及加工的一系列實際應用都可以看出運用高速切削的方式來改善薄壁零部件的局部變形主要具有兩方面的優勢：

　　第一是高速切削的特點是具有相對較小的切削力，這樣在進行生產、加工航空部件的薄壁零件時工件就會產生讓刀，這樣變形就會相應的減少，使零部件加工的精度以及其形位精度都更加準確。第二是在進行高速切削的過程中，切削所產生的熱量大部分都會由加工過程中所產生切屑給帶走，所以工件在加工的過程中溫度升高的并不是很多，這樣工件的加工熱變形相對是很小的，也就是說航空零件薄壁零件的熱變形也會相對較小。

　　4.2如何消除零件外形的輪廓整體變形

　　整體結構件的特點是零件在加工的過程當中需要去除很多的材料，同時零件的截面形狀相對復雜很多，零件的原材料當中的宏觀內應力會在材料不斷進行加工的過程中逐步的釋放出去。通過對實際狀況的研究我們可以看到如果內應力的分布是不一樣的，那么零件產生變形的程度也會是不同的，同時變形的程度會同材料在切除的過程中如果力矩不平衡那么就會直接影響零件的變形。

　　要克服內應力所引起的整體變形，在整個航空結構件數控加工的過程中主要采用下面的幾種方法：首先，從原材料方面看我們要選用應力分布相對均勻的原料。從上面的分析我們可以知道整體變形的主要原因是內應力，所以選擇應力分布均勻的原料對應力測量是非常方便的，只有掌握了他的內應力是如何進行分布的，我們才能避免零件外形的整體變形；其次是可以根據原材料的不同來進行毛坯內應力的預釋放，這里面包含有兩種方式我們可以根據實際的情況來選擇不同的釋放方法。最后一種方式是由一些研究人員通過仿真以及不斷的實驗，對航空結構件的安全校正理論進行了不斷的研究，從而提出了一個針對復雜變形的校正方法，那就是通過機械的方法來校正已經發生的整體變形零件。但是其中的缺點就是結構件已經做了一次校正，所以影響零件的使用壽命，在使用的過程中對其要進行特別的關注。

5、結語

　　隨著我國航空業的不斷發展，航空結構件的加工也發展越來越快，本文對航空結構件數控加工變形中的典型薄壁的加工變形的原因及其控制策略給出了幾點建議，這里的很多關鍵技術還需要深入的研究，以提高航空結構件的數控加工質量和效率。