结构件是飞机零件中最大的一种零件。这类零件主要用铝合金制造。基于制造工艺和零件重量考虑，以前主要采用铝板经铆而成(至今仍有部分零件采用此种方法制造)。现在采了全然不同的设计技术，需要将多种不同功能集成到一个结构件上。这就是集成设计技术。这种零件是用一块实体铝坯经铣削加工而成。这类零件很复杂，通常包含极小的底面和薄壁(0.6~2mm)，呈蜂巢状。这类零件的几何形状由不同的表面及规定的曲面构成。接近飞机外部轮廓的表面也是必须是自由曲面。

      例如，Pilatus PC 9飞机的主梁，在以前的设计中是由156个不同零件构成的。这样，就需要各种折弯设备和装配夹具。在Pilatus PC 12飞机上，这类部件采用了集成设计技术。 零件的数量减少到3个，而且是采用简单的螺栓连接(图1)。

      在25年前，这家飞机公司在开发飞机时，由于没有复杂的软件工具，NC技术还处于初期阶段，只能用繁琐的编程语言，如APT、Fortran等等定义复杂的几何形状；NC机床还是采用21/rD控制，从而严重聘用制了复杂形面和几何形状的生成。

      由于某种原因上述原因，为控制铝件的重量，用铝板构成机架，即将20余种不同形状的板材成型件组装和连接在一起构成一个大的结构件。零件成型过程极为复杂。工件材料要经过12次机械加工和4次热处理，由于几何形状的不一致、拉伸/断裂等，致使废品率极高。这种机架的装配需要6道工序，而且必须考虑到材料的拉伸问题。

      如今，编程系统和CNC机床已经能使我们铣削加工出以前无法生成的形状。以前，采用传统技术，需要20多个板材成型件才能构成的部件，现在只用2个零件。几何形状极为复杂，必须完全满足零件的所有要求。用一块实体铝坯铣制一个零件，其中98%的材料都变成了废屑。

      适用于高速铣削的机床与刀具

      坯料是用水刀将厚127mm或76mm的铝板切切割到近似形状。坯料尺寸为840×665mm，重90kg或60kg。 夹具包括角度板和标准孔系及加工工件第二面的真空接合适配板。机床采用特别适用于五轴联动加工的斯达拉格海科特STC 1000/130型机床：主轴功率为70kW，在100%负载运行时最高转速达24000r/min (图2)；主轴锥孔：HSK63A；机床X/Y/Z轴行程为：1700mm/1600mm1950mm；主轴可倾范围：-60/+100°；工作台是B轴。该机床采用钢板焊接结构，具有较高的刚度。

      整个加工过程需要7把切削刀具和4把钻头。刀具为整体刀体，最大直径为32mm，形状配合的刀片能防止其在以高达24000r/min的转速切削时离心力可能造成的损坏。全部刀具直径都在25mm以上，中空冷却，油雾润滑。起先直径小于25mm的刀具为整体硬质合金刀，采用收缩式刀柄。刀具长度为90和220mm.。 

      全部切削刀具连同刀柄都经过平衡，在24000r/min转时平衡质量为Q2.5。为保证加工过程的安全，精确定义了每把刀具的切削参数，即采用专用软件，对刀具组件进行了知识临界速度(自振)检测。零件经二次装夹完成全部加工(包括铆接孔)。为防止薄壁件在加工中的应力变形和保证严格控制的公差，面铣和周边铣削采用了高速铣削加工工艺。在总的铣削加工时间内，约60%的时间需要五轴联动加工，粗加工占总加工时间的40%，手动加工主要是去毛刺和钻部分铆钉孔。

       结果超过预期

      首先将工件用螺栓固定在夹具上，用雷尼绍测头识别零件。第一道貌岸然工序是用直径63mm 的刀头，沿Z面运动，将工件粗铣至接近最终形状。粗铣时的进给速度可达17m/min ，金属切除率达6500mm3/m