結構件是飛機零件中最大的一種零（líng）件。這類零件主要用鋁合金製造。基於製造工（gōng）藝和零件重（chóng）量考慮，以前主要采用鋁板經鉚而成(至今仍有部（bù）分零件采（cǎi）用此種方法製造)。現在（zài）采了全然不同的設（shè）計技術，需要將多（duō）種不同功能（néng）集成到（dào）一個結構件上。這就是集成設計技術。這種零件是用一（yī）塊實體鋁坯經銑削加工而成（chéng）。這類零件很複雜，通常包（bāo）含（hán）極小的底麵和薄（báo）壁(0.6~2mm)，呈蜂巢狀。這（zhè）類（lèi）零件的幾何形狀由不同的表麵及規定的曲麵構成。接近飛機外部輪廓的表麵也是必須是自由曲（qǔ）麵。

      例如，Pilatus PC 9飛機的主梁，在以前的設計中是由156個不同零件構成的（de）。這樣，就需要（yào）各種折彎設備和裝（zhuāng）配夾具。在Pilatus PC 12飛機上（shàng），這類部件采用了集成設計技術。 零件的數量減少到3個（gè），而且是（shì）采用（yòng）簡單的螺栓連接(圖1)。

      在25年（nián）前，這家飛機公司在開發飛機（jī）時（shí），由於沒有複雜（zá）的（de）軟件工具，NC技術還處於（yú）初期階段，隻能用繁瑣的編程語言，如APT、Fortran等等定義複雜的幾何形狀；NC機（jī）床還是采用21/rD控製（zhì），從而（ér）嚴重聘用製了複雜形麵和幾何（hé）形狀的生成。

      由於某種原因上述原因，為控製鋁件的重量，用鋁板（bǎn）構成機架，即將（jiāng）20餘種不同形狀的板材成型件組裝和連接在一起（qǐ）構成（chéng）一個大（dà）的結構件。零件成型過程極為複雜。工件材料要經（jīng）過12次機械加工和（hé）4次熱處理，由於幾何形狀的不一致、拉伸/斷裂等，致使廢（fèi）品率極高。這種機（jī）架的裝配需要6道（dào）工序，而且必須考慮到材料的拉伸問題。

      如今，編程係統和CNC機床已經能使我（wǒ）們銑削加工出以前無法生成的形狀。以前，采用（yòng）傳統技術，需要20多個板材成型件才能構成的部件，現在隻用2個零件。幾何形狀極為複雜（zá），必須完（wán）全滿足零件的所（suǒ）有要求。用一塊實體鋁坯銑製一個零件，其中98%的材料都變成了廢屑。

      適用於高速銑削（xuē）的機床與刀具

      坯料是用水（shuǐ）刀（dāo）將厚127mm或76mm的鋁板切切割到（dào）近似形狀。坯料（liào）尺寸為840×665mm，重（chóng）90kg或（huò）60kg。 夾具包括角度板和標準孔係及加工（gōng）工件第二（èr）麵的真空接合適（shì）配板。機（jī）床采用特別適用於五軸聯動加工的斯達拉格海科特STC 1000/130型（xíng）機床：主軸功率為70kW，在（zài）100%負載運行（háng）時最高轉速達24000r/min (圖2)；主軸錐孔（kǒng）：HSK63A；機床X/Y/Z軸行程為：1700mm/1600mm1950mm；主軸可傾範圍：-60/+100°；工作台是B軸。該（gāi）機床采用鋼板（bǎn）焊接結構，具有較（jiào）高的剛度。

      整個加工過程需要7把切削刀具（jù）和4把鑽頭。刀具為整體刀體，最大直（zhí）徑為32mm，形狀配合的刀片能防止其在以高達24000r/min的轉（zhuǎn）速（sù）切削時離心力可能造成的損壞。全部刀具直徑都在25mm以上，中空冷卻，油霧潤滑。起先直徑小於25mm的刀具為整體硬質合金刀，采用（yòng）收縮式刀柄。刀具長度為90和220mm.。 

      全部切削刀具連同刀柄都經過平（píng）衡，在24000r/min轉時平衡質量為（wéi）Q2.5。為（wéi）保證加工過程的（de）安全，精確定義了每把刀具的切削參數，即采用專用軟件，對刀具組件進行了知識臨界速度（dù）(自振)檢測。零件經（jīng）二次裝夾完成全部加工(包括鉚（mǎo）接孔（kǒng）)。為防止薄壁（bì）件在加工（gōng）中的應力變形（xíng）和保證嚴格控製（zhì）的公差，麵（miàn）銑和周邊銑削采用（yòng）了高速銑削加（jiā）工工藝。在總的銑削加工時間內，約60%的時間需要五軸聯動加工（gōng），粗加工占總加工時間的40%，手動加（jiā）工主要是去毛刺和鑽部分鉚釘孔。

       結果超過預期

      首先將工件用螺（luó）栓固定在夾具上，用雷尼紹測頭識別零件。第一道貌岸然工序是用直徑63mm 的刀頭，沿（yán）Z麵運動，將工件粗銑至接（jiē）近最終形狀。粗銑時的進給速度可達17m/min ，金屬切除率達6500mm3/m