第3章 飞机结构件制造工艺
(完整版)飞机制造工艺基础3
一.整体壁板毛坯 主要为铝合金，另有钛合金、镁合金。整体壁板毛坯的主要制造方法： 热摸锻、挤压、自由锻板坯、热轧平板毛坯和特种铸造。
1.大吨位液压机和锻模生产壁板毛坯 优点：生产率高、锻件纤维组织连续，晶粒致密，强度高，可制造复杂 形状筋肋和对接接头。
热模锻毛坯接近于成品尺寸，厚度和桁 条间距误差小于0.6mm，锻造斜度小锻需要吨位极大的机床，铝合金壁 板每平方米投影面积约需3万吨压力， 精锻时要5～6万吨。且锻模制造困难、 周期长、劳动量大。如某飞机整体壁板 的锻模重量达50～60吨。 这些问题限制了热模锻方法的广泛应用。
Most authors used in their experimental study on incremental forming regular 3 axis milling machine. Figure 7 presents the incremental forming process.
characteristics of the incremental forming process are pointed out:
- the sheet is formed according to a given locus - the deformation of the sheet is point-by-point - the deformation of every step is small.
Figure 8 The control system of Dieless NC Forming machine.
Figure 9 Equipment for Dieless NC Forming process
The blank sheet is attached to a blank holder. The blank holder moves in vertical direction according to descending of Ztool and along X- and Y-planes.
飞机结构设计(第3章-3.1)
载荷分析是机身结构设计的重要环节， 通过对各种载荷进行计算、分析和评 估，确保机身结构满足强度、刚度等 方面的要求。
机身结构的优化设计
机身结构的优化设计是在满足强度、刚度等要求的前提下，对机身结构进行改进和优化，以提高飞机 的性能和降低制造成本。
优化设计可采用多种方法和技术，如有限元分析、拓扑优化、形状优化等，通过对机身结构的材料分布、 结构形式等进行调整和改进，实现结构的最优设计。
集中载荷包括起落架、油箱和武器挂 载等引起的局部载荷。
机翼结构的优化设计
机翼结构的优化设计旨在实现强 度、刚度、疲劳和损伤容限等要
求的最优化。
优化设计方法包括有限元分析、 多目标优化和遗传算法等。
优化设计过程中需考虑材料、工 艺和制造成本等因素，以实现经 济性、可行性和可持续性的平衡。
04
第3章-3.3：尾翼结构设计
荷，并将其传递给骨架。
骨架用于支撑机身结构，承受 内部压力和其他内部载荷，并
保持机身的形状和尺寸。
连接件用于将蒙皮和骨架连接 在一起，传递载荷并保持结构
的完整性。
机身结构的载荷分析
机身结构的载荷主要包括气动载荷、 重力载荷、惯性载荷等，这些载荷在 机身结构中产生应力、应变等效应。
载荷分析还需考虑不同飞行状态下 （如起飞、巡航、着陆等）的载荷变 化，以确保机身结构在不同飞行状态 下都能保持安全和可靠。
桁条用于支撑蒙皮，提高其承载能力和刚 度。
05
06
接头用于将机翼与机身连接起来，传递力 和扭矩。
机翼结构的载荷分析
机翼结构的载荷主要包括气动载荷、 惯性载荷和集中载荷等。
惯性载荷由飞机的加速度和角加速度 引起，包括机翼弯曲、扭转和平移等 惯性力。
飞机制造工艺流程概览
飞机制造工艺流程概览航空工业作为现代工业化的重要组成部分，其发展与飞机制造工艺密不可分。
飞机制造工艺流程是指将设计好的飞机型号逐步转化为产品的一系列步骤。
本文将从飞机设计、结构制造、系统组装和测试验收等方面，对飞机制造工艺流程进行概述。
一、飞机设计飞机设计是整个制造过程的核心环节。
在这个阶段，飞机的外形、气动、结构、系统等参数都要进行全面考虑。
首先是进行总体设计，确定飞机的类型、用途、性能指标等，然后进行气动设计，确定飞机的主翼、尾翼、机身等外形参数。
接下来是结构设计，包括主翼、尾翼、机身等部位的强度、刚度、耐久性等设计。
最后是系统设计，包括发动机、供电、航电、防冰等系统的设计。
设计好的飞机参数将成为后续制造工艺的基础。
二、结构制造结构制造是将设计好的飞机外形和结构参数转化为实际的零部件和组件的过程。
这个阶段有许多不同的工艺，如下面所述：1. 主翼制造：主翼是飞机的重要组成部分，一般是由铝合金和复合材料制成。
首先是用金属材料进行钣金加工，包括剪切、冲孔、折弯等步骤。
然后是铆接工艺，将各个结构件进行连接。
最后是复合材料的制造和成型，将复合材料纤维与树脂进行混合，再经过模具成型。
2. 机身制造：机身是飞机的主体部分，起承载和保护作用。
机身的制造采用类似的工艺，如钣金加工、铆接和焊接等，但由于机身尺寸较大，需要更复杂的工艺和设备。
3. 尾翼制造：尾翼的制造过程与主翼类似，同样包括钣金加工、铆接和复合材料制造等步骤。
但由于尾翼的形状和尺寸不同，会有一些独特的工艺要求。
4. 其他零部件制造：除了主翼、机身和尾翼，飞机还包括许多其他的零部件，如起落架、舵面、进气口等。
这些零部件的制造也需要各自的特定工艺，包括锻造、铸造、注塑成型等。
三、系统组装在结构制造完成之后，飞机的各个系统将会被组装到结构上。
这个过程需要精确的操作和配合，确保各个系统能够正常工作。
1. 发动机组装：飞机的发动机是提供动力的关键部件。
发动机的组装包括各种部件的安装，并进行针对性的调试和测试。
南航 飞行器制造工艺 知识点
飞行器制造工艺完整知识点解析南京航空航天大学 011110301第一章1.飞机结构组成。
机体（包括机翼、机身、及尾翼等部件）、飞机操纵系统、飞机动力装置、机载设备等。
2.机翼的作用和组成；作用：机翼是产生升力和滚转操纵力矩的主要部件,也是现代飞机存储燃油的地方。
机翼作为飞机的主要气动面，是主要的承受气动载荷部件，其结构高度低，承载大。
通常在机翼上有用于横向操纵的副翼、扰流板,机翼的前缘和后缘还有各种形式的襟翼,用于增加升力或改变机翼的升力分布。
组成：由蒙皮和骨架组成。
机翼结构属薄壁型结构形式，构造上主要由蒙皮和骨架结构组成；蒙皮和骨架结构的功用；蒙皮功用:直接功用是保持机翼外形和承载。
气动载荷直接作用在蒙皮上，蒙皮将作用在上面的局部气动力传给结构骨架。
在总体承载时，蒙皮和翼梁或翼墙的服板组合在一起，形成封闭的盒式薄壁结构承受翼面扭矩，与长桁一起，形成壁板，承受翼面弯矩引起的轴力。
骨架功用：骨架的功用：是形成和保持翼面外形，承受和传递外载荷骨架结构有哪些构件。
骨架结构中，纵向构件有：翼梁、长桁和墙（腹板），横向构建有翼肋（普通肋、加强肋）3.机身的作用和组成，机身是指飞机机体结构中除各机翼结构之外的机体结构部分。
主要用于装载和传力,同时将机翼、尾翼、发动机和起落架等部件连接在一起,此外,可以安置空勤组人员和旅客、装载燃油、武器、各种仪器设备和货物等。
前机身主要是由雷达罩、设备舱、座舱、进气道、油箱、前起落架舱等组成。
中机身一般由进气道、油箱、部分发动机舱、设备舱和武器舱组成。
后机身主要是用于支持尾翼、装载发动机及部分设备。
机身结构构造上的组成：蒙皮、纵向骨架、横向骨架。
内部骨架的种类和作用。
骨架的结构：纵向构件有翼梁，长桁和墙；横向构件有普通肋和加强肋。
桁梁式结构：桁架只承受拉压力，蒙皮起维型作用，小轻型飞机采用；桁条式结构：长桁与蒙皮组成壁板承受弯曲轴力，蒙皮承受剪力和扭矩引起的剪流；桁梁式结构：桁梁承受弯曲轴向力，蒙皮长桁承受小部分轴力，蒙皮承受剪力；梁式结构：大梁承受主要载荷，蒙皮只承受剪力；硬壳式结构：蒙皮承受结构总体弯曲、剪切和扭转载荷。
航空航天航空制造工艺技术的制造工艺流程
航空航天航空制造工艺技术的制造工艺流程航空航天产业是当今高科技发展的代表领域之一，而关键的制造工艺技术也一直在不断地创新、升级。
对于航空航天制造工艺技术的了解，对于广大科技领域的工作者及学习者而言具有普适的指导意义。
本文将详细介绍航空航天制造工艺的流程，希望能对广大读者有所启发。
航空制造工艺技术的制造流程包括:设计、材料准备、模型制作、铸造、表面涂装、组装、测试、运输等环节。
设计环节首先，对于新型飞机的研发，设计环节是十分重要的。
通过实验室的实验、数值计算模拟等多种方式，可以对这样一款新型飞机进行设计、验证，以完成未来航空的发展。
在设计环节中，机械工程师们根据飞机的大致形状，制定整机结构方案，确定耐久性要求，设计出机翼和尾翼等重要部件的具体要求。
材料准备另一方面，在材料准备环节中，需要准备材料的种类和数量。
航空航天材料对于制造工艺的影响非常大，因此在这个环节中需要特别注意。
在比较常见的环境下，铁、镁、铝等材料比较传统常用。
模型制作接下来，在模型制作环节中，需要将设计得出的结构制成实物。
这个环节能够让实际的设计打磨出更为贴近实际需要的飞机模型，可以进行多次的改进。
不同的研究所需求不同，因此也会呈现出不同的制作形式。
通过机械切削、钣金、塑料制模等等方法，可以将设计的飞机基本形状精雕细琢。
铸造铸造环节是制造流程的重头戏。
在航空航天制造工艺中，铸造技术在发展中具有重要的地位。
因为不同的飞机部件具有不同的材料要求，因此需要根据要求采用不同的铸造方式。
通常采用的是精密铸造、氮化铸造等技术。
通过众多铸模冲压和对各种细节的处理，铸造出零部件的过程自成一门学问。
表面涂装表面涂装环节也是制造流程中的必要环节。
因为表面提供了零部件的外观效果和防腐蚀技术，通过不同的材料对于表面进行处理，能够避免氧化，增强表面的耐久度。
组装和测试根据设计方案制造出所需的部件后，还需要进行组装和测试。
在组装和测试过程中，技术人员需要将零件集成在一起，测试其坚固性和符合设计要求。
飞机的零件制造工艺
飞机的零件制造工艺飞机的零件制造工艺是指将设计好的零件图纸通过一系列的工艺流程和加工工艺，将原材料加工成具有设计要求的零件的过程。
随着飞机工艺的发展和进步，飞机零件的制造工艺也在不断改进和创新。
飞机的零件制造工艺主要包括以下几个方面：1. 零件的设计与工艺规划：在零件的设计阶段，需要考虑到零件的材料、结构、形状等因素，制定出相应的工艺规划和工艺流程。
这一阶段的目标是确定最佳的加工方式和工艺参数，确保零件具有良好的质量和性能。
2. 材料的选择与准备：在零件制造之前，需要选择合适的材料，并进行相应的材料准备工作。
材料的选择要考虑到零件的设计要求、质量要求和使用环境等因素，以确保零件具有足够的强度和耐用性。
3. 加工工艺的选择与优化：根据零件的形状和材料特性，选择合适的加工工艺进行加工。
飞机零件加工的常见方法包括铣削、车削、钻削、锻造、拉伸等。
同时，还需要优化加工工艺参数，如切削速度、进给量和切削深度等，以提高零件的加工效率和质量。
4. 检验与调整：在零件加工过程中，需要进行不同的检验控制来确保零件的质量。
常见的检验方法包括外观检查、尺寸检测、力学性能测试等。
如果发现零件不合格，需要及时调整加工工艺和参数，进行二次加工或修正，以确保零件满足设计要求。
5. 表面处理与防腐蚀：在零件制造完成后，需要对零件进行表面处理和防腐蚀措施，以提高零件的耐腐蚀性和外观质量。
常见的表面处理方法包括喷涂、阳极氧化、电镀等，防腐蚀措施包括防锈涂层、防腐蚀涂层等。
6. 组装与测试：对于复杂的飞机零件，需要进行组装和测试。
组装阶段需要根据零件图纸进行精确的组装，确保各个部件的焊接、螺栓连接等都符合要求。
测试阶段需要进行功能测试、负载测试、密封测试等，以确保组装的飞机零件在使用过程中能够正常工作。
总之，飞机的零件制造工艺是一个复杂而关键的过程，要求制造人员具备丰富的专业知识和技术能力。
通过不断的工艺改进和创新，可以提高零件的加工精度和质量，提高飞机整体性能和安全性。
飞机结构及加工工艺全
A380、B7771机体结构机头系统组成包含零件图片备注鼻锥?Radome雷达罩雷击保护条（lightning strikeprotectionstrips黄色为雷击保护条，材料铜Cockpit驾驶员座舱驾驶员座舱结构图Noselandinggear bay前起落架舱下部有电子舱和前轮舱,包括电子舱的接近门等开口和对前轮舱的各种支撑./可以看到飞机的顶升点。
装在FR8上.FWDpressurebulkhead前压力隔框前压力隔框FR1,厚度为1.6mm,可以看到前部有水平的加强筋.在隔框有垂直的加强筋.为防鸟击在压力隔框前装有6mm厚的AFRP芳纶纤维蜂窝复合材料机身弯曲链接部位1.客舱压力；2.鸟击；3.着陆时的冲击；4.碰撞时的冲击和快速卸压；5.空气动力；6.飞机顶撑；7.机身的抗弯曲能力。
图片起落架机翼：2×4刹车装置、承力支柱、减震器（常用承力支柱作为减震器外筒）、收放机构、前轮减摆器和转弯操纵机构等。
sooopsl 的高压液压源机身：2×6机头：1×22动力系统发动机核心机左栏第一张图片是安装发动机的装置;第二张图片是发动机;涡轮组件附件及齿轮箱其它燃油系统（航空汽油用于活塞发动机;航空煤油用于燃气涡轮发动机.）飞机燃油系统飞机的燃油系统由油箱、供油系统、通气系统、加油放油系统和指示系统组成。
第一张为飞机结构燃油箱;第二张图片为飞机系统供油图.辅助动力装置（APU ）其作用是向飞机独立地提供电力和压缩空气，也有少量的APU 可以向飞机提供附加推力。
（A320）动力部分：单级钛合金压缩比为6：l 的离心压气机，环形回流燃烧室，单级径向内流式涡轮。
下图所示为APU 动力装置在尾椎上的排气口，进气口则在垂直尾翼上。
(A380)（A320）附加齿轮箱：附件齿轮箱安装在离心压气机外包的末端并由动力部分驱动。
它由驱动垫来驱动：一个AC 发电机，二个起动机马达，一个发电机滑油回油泵，一个燃油控制和润滑泵，一个冷却风扇。
飞机制造的生产流程
飞机制造的生产流程飞机是当代最重要的交通工具之一，它的制造是一个极其复杂且严谨的过程。
本文将介绍一般飞机制造的生产流程，使读者了解飞机制造的背后工艺和细节。
飞机制造的生产流程主要分为设计、材料准备、结构制造、组装和测试等几个阶段。
首先是设计阶段，这是整个制造过程中最关键的一步。
飞机的设计需要深入考虑飞行性能、结构强度和安全性等因素。
设计团队要根据客户需求和市场状况，形成设计方案的初步构思，然后进行可行性分析和优化。
设计完成后，需要制作出详细的设计图纸和文件，以便依据进行后续工作。
材料准备是飞机制造的第二个阶段。
根据设计要求和材料性能，需要选择适合的材料来构造飞机的各个部分。
一般飞机的结构主要由铝合金、钛合金和复合材料构成。
这些材料需要经过一系列的加工工序，包括切割、锻造、铣削和焊接等，才能制造出适合的零部件。
结构制造是飞机制造的核心阶段。
在这个阶段中，各个零部件需要根据设计图纸进行制造和加工。
例如，机翼需要先进行铆接组合，外壳则需要进行焊接和封胶等工序。
结构制造的过程需要严格按照设计要求和标准进行，以确保飞机结构的强度和稳定性。
此外，制造过程中还需要进行质量控制和测试，以检查零部件是否符合要求。
组装则是将制造好的各个零部件组合在一起，最终形成一架完整的飞机。
组装过程需要严格依照设计要求进行，确保各个部件的相互配合和安装的准确性。
组装的过程非常复杂，涉及到机身、发动机、起落架和电气系统等众多组件的安装和连接。
在组装过程中，还需要进行很多调试和校准工作，以确保飞机的各个系统能够正常运行。
最后，是测试阶段。
在飞机制造完成后，需要对其进行一系列的测试和试飞。
这些测试包括地面测试和空中试飞。
地面测试主要检查飞机各个系统的功能是否正常，包括发动机、电气系统和操纵系统等。
而空中试飞则是检验飞机整体性能和安全性的关键阶段。
在试飞过程中，需要检查飞机的起飞、飞行和降落等环节，以确保飞机的飞行性能和安全。
综上所述，飞机制造是一个复杂且精细的过程，需要各个环节的紧密配合和严格执行。
新型复杂航空结构件数控加工技术
新型复杂航空结构件数控加工技术摘要：随着航空工业的快速发展，现代飞机为满足可靠性，机动能力，信息感知能力、寿命、结构轻量化等方面日益提高的性能要求，大量新技术、新材料、新结构被航空制造领域所应用，航空制造领域中的结构件大型化、复杂化、材料多元化、制造精确化等问题急需解决高速、高精、复合等数控加工要求已成为现代飞机结构件数控加工装备的主要发展方向。
关键词：航空结构件；数控加工技术；一、航空结构件的工艺特点航空结构件决定了其工艺特点：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。
二、新型复杂航空结构件数控加工技术（一）拐角加工工艺（1）拐角加工分析在航空结构件加工中，不可避免地会遇到拐角区域的加工，如果在拐角处采用直线轨迹时，铣刀的切削弧长发生了突变，而每齿平均铣削力与切削弧长相关。
因此，平均铣削力在拐角处也发生了突变。
此时，铣刀中心点位于轨迹线尖顶点的位置，瞬时的铣削力从最大跌至最小，但瞬间又降至拐角铣削前的平均铣削力。
实际加工过程中，为避免进给方向的突变，通常在拐角处采用圆弧过渡加工轨迹线的方式进行加工。
铣刀切削弧长变化要小于尖角加工的方式，平均铣切削力的变化也缓和很多。
因此，通过改变轨迹线可以大大缓解拐角处铣削力对刀具和工件的冲击。
通过上述分析可知，改变拐角处的走刀轨迹可有效改善拐角加工的切削状态。
由此国内外学者做了大量理论及实验研究，总结并研究出一些有效的加工方法，常见的拐角加工策略有靠刀法、留余量行切法、细化圆角法、单圆环加工法、双圆环加工法等，这些拐角加工优化方法在一定程度上提高了拐角加工的质量和效率，但当刀具长径比较大时（一般超过5∶1），上述方法就无法从根本上解决拐角加工的质量及效率问题。
第3章飞机结构件制造工艺
3.3.3整体壁板的切削加工
为了更合理地采用数控加工，在选择数控方法来加工零件时应 考虑以下的一些因素：
零件几何形状的复杂程度如何？是否便于用数学方法定义其表 面？
零件几何的形状要求刀具做几坐标联动？ 采用数控能节省多少夹具、靠模、模具等工艺设备？ 要求缩短的加工周期和提高的加工质量。 管理人员和设备条件如何？
三轴联动 四轴联动
第四十一页，共108页。
五轴联动
第四十二页，共108页。
第四十三页，共108页。
3.3.3整体壁板的切削加工
3、工装选择 最适合装夹整体壁板的夹具是真空平台或真空夹具。
通用性好，适用于底部为平面的平板格子型零件；
装夹后零件受力均匀；
装卸方便，可缩短辅助生产时间； 零件加工区无障碍物，适宜多结构集中安排的数控加工； 真空平台/夹具固定安装工艺孔系，便于协调零件和机床坐标系关系。
因此，整体结构件精度要求较高
第十六页，共108页。
3.2 飞机整体结构件主要工艺特点
② 多数整体结构件尺寸大，形状复杂，加工技术难度大。其 中梁类整体件还有纵向刚性较差的特点。
尺寸大：大型的整体壁板有的长达30m左右 ，毛坯重3～4 t，大型机身 整体框约6×3m，毛坯重约2t，小型机身框约2×2m，毛坯重1t，必须 配置大型机加机床和相应的装卸、搬运等设备。
本章内容
3.1 概述 3.2 飞机整体结构主要工艺特点 3.3 整体壁板的制造 3.4 框、肋、梁类整体零件的制造 3.5 大型骨架类零件的制造 3.6 挤压型材和桁条零件的机械加工 3.7 数控加工技术
第一页，共108页。
3.1 概述
飞机整体结构件是构成飞机机体骨架和气动外形的重要组 成部分，它们品种繁多、形状复杂、材料各异。为了减轻 重量，进行等强度设计，往往在结构件上形成各种复杂型 腔。与一般机械零件相比，加工难度大，制造水平要求高。 例如壁板、梁、框、座舱盖骨架等结构件由构成飞机气动 外形的流线型曲面、各种异形切面、结合槽口、交点孔组 合成复杂的实体。
飞机机身连接件的制造工艺与流程
飞机机身连接件的制造工艺与流程飞机作为现代航空工程的重要组成部分，其制造工艺和流程显得尤为重要。
其中，飞机机身连接件作为飞机结构的关键组件之一，其制造工艺和流程更是需要精益求精。
本文将从飞机机身连接件的设计要求、材料选择、制造工艺和质量控制等方面入手，探讨飞机机身连接件的制造工艺与流程。
一、设计要求飞机机身连接件的设计要求是制造工艺和流程的基础。
首先，连接件必须符合飞机设计的要求，保证在各种工况下具有足够的强度和刚度；其次，连接件的设计必须考虑到安装和维护的方便性，以提高飞机的可靠性和维修效率；最后，连接件在设计上要尽量减少重量，以提高飞机的载重能力和航程。
二、材料选择飞机机身连接件通常采用高强度轻质合金材料制造，如铝合金、钛合金和复合材料等。
其中，铝合金具有良好的加工性和焊接性，适合用于连接件的制造；钛合金具有极高的强度和耐腐蚀性，适合用于连接件的高强度要求；复合材料具有优异的比强度和耐疲劳性能，适合用于连接件的轻量化设计。
材料选择的合理性会直接影响到连接件的使用性能和成本效益。
三、制造工艺飞机机身连接件的制造工艺包括锻造、铣削、冲压、焊接等工艺步骤。
其中，锻造是连接件的主要成形工艺，可以提高连接件的强度和密度；铣削和冲压是连接件的精加工工艺，可以提高连接件的尺寸精度和表面质量；焊接是连接件的固定工艺，可以保证连接件的稳固性和密封性。
制造工艺的优化和改进可以提高连接件的生产效率和质量稳定性。
四、质量控制飞机机身连接件的制造过程需要进行严格的质量控制，以确保连接件的质量达到设计要求。
质量控制包括原材料的检测、加工工艺的监控和成品的检验等环节。
原材料的检测可以通过化学成分分析和物理性能试验等手段进行；加工工艺的监控可以通过工艺参数的控制和工艺流程的审查等方式进行；成品的检验可以通过外观检查、尺寸测量和功能测试等手段进行。
质量控制的严格执行可以有效提高连接件的质量和可靠性。
综上所述，飞机机身连接件的制造工艺和流程在飞机制造中具有重要地位。
飞行器整体结构的制造工艺
飞行器整体结构的制造工艺
飞行器整体结构的制造工艺包括以下步骤：
1. 设计：根据飞行器的用途和要求，进行设计和制定工艺方案，包括材料选用、结构设计、加工工艺、装配工艺等。
2. 材料准备：选择合适的材料，包括金属、复合材料、塑料等，在加工前进行预处理，如清洗、钝化、涂层等。
3. 制造零部件：根据设计要求，使用机床、冲压、成型等方式进行加工，制造各种零部件，如机身、翼面、发动机舱等。
4. 接头制造：对于需要连接的零部件，采用焊接、胶接、螺栓连接等方式进行接头制造，同时对接部位进行加强和检测。
5. 装配和调试：将制造好的零部件进行装配和调试，进行整体的机械、电气和气动系统的测试和调整。
6. 质量检验：通过严格的质量检验，对整体结构进行力学性能、气动性能、电气性能等方面的测试，确保飞行器整体结构的质量和安全性能。
以上步骤都需要根据设计要求和标准进行密切的协调和管理，以确保飞行器整体
结构的质量和性能符合要求。
飞机如何制作？
飞机如何制作？
飞机的制造是一个高度复杂而精密的过程，涉及多个学科领域，包括航空工程、材料科学、机械工程等。
以
下是通常的飞机制造过程的基本步骤：
设计：飞机的制造过程始于设计阶段。
航空工程师和设计师使用计算机辅助设计（CAD）软件，制定飞机的
外形、结构、机翼形状、动力系统等各个方面。
材料选择：根据设计要求，选择合适的材料，包括
轻量且高强度的金属合金、复合材料、塑料等。
制造结构：利用机械加工、焊接、精密铸造等工艺
制造飞机的各个结构部分，包括机翼、机身、尾翼等。
动力系统：安装和调试发动机及相关的动力系统。
这可能包括涡轮喷气发动机、螺旋桨引擎或其他推进系统。
电气系统：安装电气系统，包括飞机的仪表、导航
系统、通信设备等。
组装：将所有制造好的部件组装到一起。
这通常包
括对飞机结构的焊接、螺栓连接等工作。
测试：在飞机首次组装完成后，进行多个层面的测试，包括地面测试、发动机启动测试、滑行测试等。
飞行测试：飞机完成地面测试后，进行首次飞行测试。
这是确保飞机性能和安全性的关键步骤。
认证：飞机制造商需要取得适航认证，这是由相关
的航空管理机构进行的，以确保飞机符合安全和性能标准。
生产：一旦飞机通过测试并获得适航认证，制造商
可以进行批量生产，生产多架相同或类似型号的飞机。
整个过程需要高度专业化的团队，包括工程师、设计师、技术人员和飞行测试员。
这也是一个周期较长、资
金密集、技术要求极高的制造过程。
飞机结构件数控加工典型工艺及切削参数
飞机结构件数控加工典型工艺及切削参数发表时间：2020-07-02T01:04:46.487Z 来源：《防护工程》2020年8期作者：任婉宁李双文[导读] 随着我国科学技术的发展以及综合国力的不断加强，中国飞机制造行业在不断随之不断地发展。
航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司黑龙江哈尔滨 150000摘要：随着我国科学技术的发展以及综合国力的不断加强，中国飞机制造行业在不断随之不断地发展。
结合当前国家科技重大专项以及航空制造业的需求，对飞机价格的机构复杂度，加工难度系数和数据加工典型工艺等进行分析。
在保证质量的前提下，去提高加工效率和降低成本投资，对于上述方面的选择有着紧密的联系。
因此，本文将就飞机结构的特点作为思考的角度，展开飞机结构件和材料特点、数据加工典型工艺和数据控切削参数的相关论述。
希望能为以后的相关研究提供一些参考。
并推进我国飞机制造业不断向前发展。
关键词：飞机结构件；数控加工；典型工艺；切削参数；研究引言随着现代飞机制造业的不断兴起和发展，数控技术的不断完善，使其效率比以往更高、精度得到了明显地提高，以及自动化程度在不断增大。
使得越来越多的飞机制造业采用了数控加工作为了飞机结构件加工的重要环节。
与此同时，不难发现，飞机行业的发展也带动了数控加工技术发展。
数控加工从以前的3轴变为了如今的5轴便是最好的体现。
在这个转变的过程中，数控技术不断通用化、实用化。
甚至实现了智能化和网络化。
这足以体现数控技术愈来愈强大的客观事实。
并且，在影响飞机构件的品质和质量的因素中，数控加工典型工艺和切削参数的正确选用是不可忽略的部分。
在保证数控加工质量以及效率是有着至关重要的作用。
一、飞机结构件以及材料分析1.1飞机结构件通常情况下，飞机结构件主要由机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置这五大部分组成。
而飞机整体结构件是构成飞机机体骨架和气动外形的重要结构。
并且具有品种繁杂、形状复杂、材料各异等特点。
因此，为了减少重量，进行强度设计，往往在结构件上形成各种复杂型腔。
飞机结构件数字化制造关键技术
2、先进数控机床发展现状
高功率密度高速电主轴 DST公司与GMN公司联合研发的150KW高功率密度高速电 主轴，理论金属去除率可达12000cm3/min。
2、先进数控机床发展现状
高功率密度高速电主轴 该电主轴集成了加速度传感器，结合切削颤振稳定域频域分析 算法，可以有效提升高速铣削的安全性，具有一定的智能。
3、不同机床间的程序转换技术
3、先进数控加工技术
数控加工工艺-后置处理技术
4、先进插补功能应用 为提高曲面曲线的加工效率和表面质量，控制 系统厂商开发出了一些先进的插补功能，如双样条 插补、多项式插补等。这些插补功能的应用必须得 到后置处理技术的支持。
3、先进数控加工技术
数控加工工艺-加工仿真技术
3、先进数控加工技术
数控加工工艺-切削工艺技术
3、蜂窝材料的超声切削技术 传统高速铣削加工蜂窝零件粉尘多，效率低。超声切削技术有效提高了蜂窝零件加工 效率和质量，并彻底解决了铣削加工存在的粉尘污染问题。
3、先进数控加工技术
数控加工工艺-切削工艺技术
4、碳纤维复合材料切削技术 碳纤维复合材料在航空工业得到了广泛应用，为提高碳纤维材料加工效率，解决钻孔 、切边产生的剥层、撕裂等问题，国外先进刀具制造企业开发了系列碳纤维刀具。
3、先进数控加工技术
数控加工工艺-后置处理技术
2、通用后置处理技术框架 为满足不同构型、不同控 制系统的数控机床采用不同 CAM软件的后置处理需求，对 后置处理软件的通用性和可扩 展性提出的更高的要求。
3、先进数控加工技术
数控加工工艺-后置处理技术
为提高生产调度的 柔性，往往需要零件加 工程序在不同机床之间 进行转换。
航空整体结构件加工技术
航空整体结构件加工技术随着航空领域竞争的愈益激烈，对飞机性能提出了更高的要求。
就现代飞机结构设计的特点是重量轻、结构强度高，降低飞机的自身结构重量，就意味着提高了飞机的机动性、增强了携带负载的能力，并能获得更远的飞行距离；而且，随着重量的降低、结构强度的提高，还可以延长飞机的服役寿命。
为此，在飞机结构设计和制造中，一些大型复杂结构零件，尤其是主承力结构件（如飞机大梁、隔框、壁板等）普遍采用了整体化结构设计。
整体结构不但可以减少零件数目，降低结构重量，而且使飞机的结构效率和可靠性成倍甚至数十倍地提高，可以说整体结构件在现代飞机上的应用是制造技术的一大进步。
然而，在整体结构件的数控加工过程中，常由于毛坯的初始应力、结构的不对称性及加工工艺的不尽完善等原因导致工件弯曲、扭曲以及弯扭组合等加工变形；薄壁结构还会产生失稳现象，严重影响了航空整体结构零件的生产效率和最终产品精度。
同时，随着材料科学与制造技术的发展，在航空整体结构件中越来越广泛地采用许多新型难加工材料，如钛合金、镍基合金以及超耐热合金等，这些材料具有强度和硬度高、塑性和韧性好、导热性差、存在微观硬质点、化学性质活泼等特性，在切削加工过程中刀具所受的切削力和切削热明显升高，导致了严重的加工矛盾，使其成为典型的难加工材料，严重制约着加工效率和产品质量的提高。
航空整体结构零件的加工精度和加工效率是制约现有先进机型批量化生产和新机型研发进度的瓶颈，特别是大飞机的研发，使得这一关键工艺问题显得尤为突出。
航空整体结构件的加工制造是一个系统工程，机床、刀具、装夹和工艺等都是这个系统中的关键技术环节。
这中间的任何一环都将影响产品的加工质量。
本文以航空整体结构件为研究对象，在分析各个加工关键技术的研究现状、存在问题和发展趋势的基础上，提出了相应的解决策略和可行的技术方法，力求为实现航空整体结构件的高效、高精度加工提供理论依据。
大型结构件加工对机床功能的需求航空钛合金等难加工材料加工过程中切削力大、切削温度高，容易产生振动，因此在航空整体结构件加工制造中，要求机床具备高刚度、大功率和大扭矩的特性，同时具备更好的抗振能力。
飞机结构与系统(第三章 飞机翼面结构) PPT
•占机翼结构重量的25%～40% （单块式机翼，承受轴力的
主要元件） 或4%～8%（薄蒙皮梁式机 翼，桁条不受轴力）
一、翼面结构的典型构件
3 翼肋：
1）普通肋：（占机翼重量的8%~12%） • 维持翼剖面形状 • 承受气动载荷 • 支持蒙皮和桁条和腹板，提高它们稳定性
二、典型构件的受力特性
如图：一两端简支的高强铝合金圆杆AB。已知杆剖面面积F=40mm2， l=80mm， E=72000MPa，σb=420MPa。仅在P力作用下，该杆可以承受 P=F·σb= 16800N；若在杆中点处仅作用一横向力Q，该杆仅能承受 Q=750N。
二、典型构件的受力特性
1 杆： 只能承受（或传递）沿杆轴向的分布力或集中力（宜受拉，受压易
一、机翼的功用与结构设计要求
1.机翼的功用
机翼的结构重量占全机结构重量 的30%～50%，占全 机质量的8%～15%，机翼产生的阻力是全机 阻力的30 % ～50%。
一、机翼的功用与结构设计要求
现代旅客机的机翼
1-翼梁；2-桁条；3-襟翼；4-扰流片；5-副翼；6-蒙皮；7-前缘缝翼；8-挂架；9-翼肋。
可以互相讨论下，但要小声点 南京航空航天大学民航学院
内力、截面法和应力的概念 2.截面法：
内力的分量：
N－轴力 T－扭矩 Qy、Qz－剪力 My、Mz－弯矩
内力、截面法和应力的概念 2.截面法：
主要步骤： 1）沿截面假想地截开截开，留下一部分作为研究 对象，弃去另一部分；
内力、截面法和应力的概念 2.截面法：
杆件基本变形形式 4.弯曲
若同时发生几种基本变形， 则称为组合变形。
一、机翼的功用与结构设计要求
飞机制造工艺基础4ppt
（2）后段件胶接装配 先将蒙皮、蜂窝夹芯、翼肋及尾长桁等试装，目的是检查配合间
隙是否符合要求。然后清理、除油并涂胶，蒙皮和翼肋的胶合面可用 胶膜，而蜂窝块用侵胶法以保证均匀。装配和固化时都要用装配夹具， 一起装入密封气囊，抽真空加工，在烘箱式热压罐中固化。 （3）桨叶前段装配
在夹具中装配大梁、梳妆接头、前缘包铁、防冰导管和配重等。 可在夹具中加压，然后一起放入热压罐中固化。 （4）桨叶架内总装和胶结
第四节 飞机总装配
一.飞机总装配工作内容
（1）飞机各段、部件的对接及水平测量
有两种部件分离面对接接头形式：
1）接头有设计补偿：对接时调整设计补偿即可保 证部件相对位置，无须补偿加工；
2）接头无设计补偿：应采用工艺补偿，在接头配 合面上留有工艺余量，再部件装配的最后阶段进 行精加工，达到互换的要求。
部件的气动外形由型架中的外形卡板控制，如图4－77。适用于以蒙 皮外形为基准的部件装配。
2）按定位孔定位： 为简化型架的结构，某些刚性大的部件或以骨架为基准装配的轻型飞
机的部件，可借用工件上的定位孔将其固定在型架上。图4－78。 3）按内型板（假肋或假框）定位：
即以蒙皮内形定位，部件的气动外形由内型板控制，图4－79。
部件在架外进行装配工作（如补铆、螺栓连接、次要件和组合件的安 装和连接、部件可卸部分的修配与安装）。 （3）部件最后的精加工
部件装配过程中，因为定位误差及铆接变形等不可避免的会使部 件的接头位置产生误差，为了保证部件对接接头的互换性，铆接装配 的部件都用工艺补偿的方法，对装配完毕的部件对接接头做精加工， 一般是在专用的精加工型架或机床上进行。图4－81。 （4）附件、系统的安装和试验
板件装配主要是蒙皮和纵向骨架零件（长桁）、分段的横向骨架零 件（框或肋的一部分）的定位与连接。板件装配方法有以下几种： （1）内外卡板定位零件
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
外形，骨架结构大部分为变截面、变角度 的扭曲框架和接头。从零件结构上分析， 属于多曲面、变斜面、薄壁类零件，加工 后极易发生变形。用传统加工手段根本无 法加工成型，只有采用五坐标高速数控加 工技术才能完成。
精品课件
3.2 飞机整体结构件主要工艺特点
精品课件
精品课件
轰六整体壁板在飞机上的位置
精品课件
ARJ21飞机机翼下中壁板零件
ARJ21飞机机翼下中壁板零件。壁板由21个口框 、口框加强区、肋加 强区、长桁加强区、双向削斜变厚度蒙皮等构成，各加强区形成纵横交错的 网状结构，加强区厚度和口框面积占整个壁板面积的46％，壁板最厚处达 11.8mm，而最薄处仅2mm。
精品课件
3.1 概述
飞机整体结构件是构成飞机机体骨架和气动外形的重要组 成部分，它们品种繁多、形状复杂、材料各异。为了减轻 重量，进行等强度设计，往往在结构件上形成各种复杂型 腔。与一般机械零件相比，加工难度大，制造水平要求高。 例如壁板、梁、框、座舱盖骨架等结构件由构成飞机气动 外形的流线型曲面、各种异形切面、结合槽口、交点孔组 合成复杂的实体。 结构件加工不但形位精度要求高，而且有严格的重量控制 和使用寿命要求。由于现代飞机性能的不断提高，整体结 构件成为广泛采用的主要承力构件。
精品课件
精品课件
3.1 概述
过去飞机机体主要部分都由钣金零件装配而成，而后来随 着飞机性能的不断提高，整体结构（integral structure） 日益增多。由于整体框、梁、肋的出现及整体壁板结构的 广泛应用，机械加工零件的类型和品种日益增加，在某些 类型飞机的生产中，机械加工零件所占劳动量比重已超过 钣金成形零件，而且飞机工厂设备和厂房布局也由此相应 有所改变。例如协和号超音速客机的整体结构件占机身重 量的65% 整体结构件主要有：
因此，整体结构件精度要求较高
精品课件
3.2 飞机整体结构件主要工艺特点
② 多数整体结构件尺寸大，形状复杂，加工技术难度大。 其中梁类整体件还有纵向刚性较差的特点。
尺寸大：大型的整体壁板有的长达30m左右 ，毛坯重3～4 t， 大型机身整体框约6×3m，毛坯重约2t，小型机身框约2×2m， 毛坯重1t，必须配置大型机加机床和相应的装卸、搬运等设备。
JSF整体框的位置 JSF整体框 精品课件
其它整体骨架件
天窗、座舱骨架 双曲线外形，骨架结构大部分为变截面、变角度的扭曲框架和接头
精品课件
精品课件
3.2 飞机整体结构件主要工艺特点
① 飞机整体结构件的外形多数与飞机外形有关，有复杂的 装配协调关系，精度要求较高。 对薄蒙皮和铆接骨架的分散式结构：
飞行器制造技术基础
第3章 飞机结构件制造工艺
徐岩
南京航空航天大学 航空宇航制造工程系
07.03.2021
精品课件
1
本章内容
3.1 概述 3.2 飞机整体结构主要工艺特点 3.3 整体壁板的制造 3.4 框、肋、梁类整体零件的制造 3.5 大型骨架类零件的制造 3.6 挤压型材和桁条零件的机械加工 3.7 数控加工技术
蒙皮件 + 骨架件 ==〉整体壁板 骨架件 + 骨架件 ==〉整体梁、框、肋等
精品课件
3.1 概述
飞机制造业之所以为什么大量采用整体结构件，主要是 由于整体结构件与旧式铆接结构相比有如下优点：
（1）气动性能方面：外形准确，对称性好； （2）强度方面：刚性好，比强度高，可减轻重量（约
15%~20%），气密性好； （3）工艺和经济效益方面：大大减少零件和连接件数量，
薄蒙皮刚性很差，蒙皮和贴合的骨架的配合允许有较大容差， 如歼击机为±0.25mm，在装配应力不是很大的情况下，可 以装配出合格的产品
对骨架和蒙皮均为大厚度的整体结构：
若蒙皮和贴合的骨架有较大的装配间隙，就会发生很大的装 配应力，从而产生应力腐蚀，甚至会导致飞机强度和寿命的 降低。如在组装时加相应尺寸的调整垫片作为补偿，装配工 时增多，周期延长，加垫过多也会影响结构强度和飞机寿命。
形状复杂：整体结构件多数为板块状，其轮廓外形部位一般均 与飞机机体复杂的外形有关，如梁、框、肋等平面零件周边外 形角度变化较大，具有空间立体形状的骨架零件的外形一般为 复杂立体曲面。内部结构多为纵横交错的筋条。因此，加工的 开敞性差，工作量大，加工技术难度大 一个中等复杂的整体结构件的加工工序约需要100道以上，按
40架一批，每批的制造工时达10万小时，制造周期需10～12个月。
精品课件
整体壁板 壁板的外形尺寸大，壁板变厚度、非等
截面，成型后底面壁薄、筋条高、结构网 络化，加工完成后材料去除率大，易发生 变形。
梁、框、肋零件的腹板、筋和外形缘条最小厚度仅有1～2mm，不易装夹， 铣切加工时，零件易振动，如是锻件毛坯，加工后变形量大，若加工的工步和 切削参数选用不当，板面的翘曲可达几十mm。
装配后变形小，可使部件成本降低50%左右。
精品课件
3.1 概述
飞机整体结构件的主要类型有： （1）整体壁板 （2）整体梁类零件。 （3）整体框、肋类零件 （4）整体骨架类、接头类零件 （5）挤压型材和变截面桁条类零件
精品课件
格鲁门 公司的F— 14战斗机采 用的整体壁 板是用钛合 金制造的， 它的蒙皮壁 板与变后掠 用的转轴接 耳构成一体 。精品课件来自体梁精品课件整体框
飞机上典型整体框
幻影F1机身框
幻影F1机身框，整体框是由尺寸为1.8×2m，厚80mm 的轧制板坯整体切削加工出来的，框与加强条构成一个整 体，加工后的成品重量只有毛板坯重量的10%。这种大型 整体框若采用旧式钣金结构，则所用零件约为1000件 （包括连接件），所需铆接精工品课时件 为100～150h
③ 整体结构件的材料大部分采用航空用的铝合金，高强度 合金钢、钛合金和复合材料 。 铝合金整体结构件的毛坯有模锻和预拉伸厚板材两种。 平面类整体壁板、框、肋、梁的铝合金零件大部分采用 预拉伸的厚板材，在板材厚度允许的情况下，尽量不采 用模锻毛坯。其主要原因是：
模锻毛坯需要较高的模具费用 模锻毛坯成形过程中残留的内应力大，工序和工时都 增多，周期也延长 模锻毛坯，经切削加工后与预拉伸板材切削加工后的 强度性能相比提高并不显著