國內結構件數控加工夾具發展現狀

　　目前國家對重要領域的大型工業機械建設的投入加大。航空方面，飛機結構件機械加工的主要方法仍是數控加工，尤其是數控銑削。結構件數控加工夾具的發展從很大程度上影響著我國飛機制造的水平提升。但是結構件數控加工夾具存在仍存在著一些普遍問題。

　　高速切削方法被普遍采用，如西飛大型復雜結構件均在西飛數控中心完成加工，結構件種類包括機翼大梁、壁板、梁間肋、框、大型支撐接頭和對接接頭等，這些結構件除具有槽腔多、壁厚薄、精度高等特點外，需要滿足飛機變斜角理論曲面等飛機機翼結構件的通常特性以外，還具有零件輪廓尺寸大、槽腔深和基準平面輪廓度要求嚴等特性[1]，成飛結構件的加工分別在數控分廠和結構件分廠進行，大型結構件在數控分廠完成，小型結構件在結構分廠進行。目前，在國內整機廠中，結構件數控加工夾具存在如下普遍問題。

　　(1)專用夾具數量多，夾具適用范圍窄。

　　中航工業某公司結構件廠在轉包項目及大飛機研制中需要加工大量以型材為原料的結構件。這類零件以銑邊和鉆孔加工為主。由于轉包任務的不確定性，且國內大型飛機還處于研制過程中，零件數量少但種類多。為了保證加工質量，每種零件均研制了專用夾具，基座為比較笨重的鑄件，且定位精度不高。車間工具庫乃至車間地面上堆滿了各類夾具。從生產一種零件轉換為生產另一種零件時，夾具重新組合轉換時間在2h左右，嚴重影響了生產效率。飛機上的大型整體結構件，如整體蒙皮和壁板，目前仍部分采用大型模胎來進行銑削和切邊。模胎設計制造成本高、專用性強。大量模胎占用廠房面積，庫房積壓嚴重。

　　(2)缺乏計算機輔助夾具拼裝系統和夾具生產流程管理系統。

　　目前，夾具設計或夾具拼裝方案規劃基本上還是采取手工方式進行。設計人員勞動量大、效率低下;設計質量依賴個人經驗和習慣，質量不穩定、規范性差，夾具元件的查找和夾具拼裝費時費力。夾具生產流程管理混亂，缺乏夾具及夾具元件的分類檢索方法。對于新的結構件，可能存在合適的工裝，但由于難以查找，或找到類似工裝后，缺乏科學的方法指導拼裝，設計者往往最終放棄利用已有夾具或夾具元件，而重新設計和制造，這導致了巨大的浪費。拼裝夾具完成工件加工任務后，也不能及時有序地拆裝歸位。

　　(3)夾具自動化程度低。

　　對于結構件的裝夾，目前仍然采用人工方法，如螺釘壓板方式，費時費力。在很多情況下，夾具組裝時間和工件裝夾時間遠遠多于工件切削時間，導致生產效率低下。

　　夾具與數控機床在結構及控制方面是獨立的，難以通過數控指令，協調一致地對工件進行定位、裝夾和進退刀加工。

　　(4)夾具元件的標準化程度和模塊化程度低，這導致了夾具元件的可重復使用率不高、夾具互換性不強、拼裝困難。

　　(5)不能支持采用MBD技術的飛機零部件設計，缺乏三維夾具及夾具元件數模，與飛機零部件設計的三維數字化協調程度不夠。