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　　航空零部件普遍具有十分復雜的幾何結構、較高的精度和檢測要求，同時大量使用鈦合金、高溫合金、不銹鋼、高強度鋁合金、復合材料等高性能材料，以保證航空產品對于其使用性能及環境、強度與重量的特殊要求。這些零部件從制造到檢測對于其制造工藝與裝備有著很高的要求。同時伴隨著科學技術的日新月異，面對風云變幻的國際形勢和瞬息萬變的市場，過去長達10~15年的航空產品研制周期已經不能滿足現今的客戶需求。這就要求航空制造企業必須對市場的變化有快速反應的能力，盡量縮短產品的研制周期，并能夠對預研產品有足夠的預驗證能力。這些也對航空產品制造裝備以及相配套的軟硬件條件提出更高的需求。

      　　航空產品與機床設備發展的相互影響可以從兩個方面來分析：一方面，對于航空產品設計性能的不斷追求，促進了相關多種技術和裝備的發展。如熔模鑄造、粉末冶金、數控、在線檢測等。而這些技術和裝備的廣泛應用，又促進了其他行業（諸如機械設備、交通運輸、醫療、消費等）水平的普遍提高;另一方面，相關技術裝備、材料工藝及配套軟硬件技術的提升以及新裝備新技術（如無余量加工、增材制造、FMS、PDM、MBD技術）的普遍應用，又反過來影響和改變著航空產品的設計模式，不但使以前無法實現的設計得以實現，而且不斷促進產品設計性能和制造水平的提升。

毛料精化與無余量制造機床設備

      　　航空產品毛料對成品質量有著至關重要的影響。由于航空零件普遍結構復雜、精度要求高，傳統的毛料制造技術往往無法滿足其表面尺寸與精度要求。很多表面在鑄造和鍛造成型之后還需要由機械加工來完成，如發動機輪盤、壓氣機葉片等。由于航空零件大量采用造價昂貴的難加工材料，較大的毛料余量不但造成材料的浪費，而且使航空產品機械加工的效率十分低下。同時，機械加工本身會破壞毛料原本內部金屬流線的完整性，并釋放內部應力，造成零件變形，對產品的最終質量產生不利的影響。因此，航空產品對于毛料制造的精化、細化及無余量制造技術及裝備產生廣泛的需求。

      　　近幾年來，毛料的精化、細化技術日臻完善。精密鑄造工藝設備不涉及機床概念，在此不加討論。無余量精密鍛造技術采用高精度的鍛造機床設備、完善的檢測和輔助處理工藝，可使發動機鍛造葉片型面及緣板面達到無余量狀態。該技術的應用可提高鍛件尺寸精度，保證葉片內部金屬流線的完整性，提高產品可靠性，同時降低葉片加工成本，提高葉片的生產效率。精密冷輥軋機床設備不僅使加工技術簡化，更重要的是可使葉片的機械性能、產品質量和使用性能得到提高，有利于葉片材料潛在性能的發揮。

      　　近年來，粉末冶金材料和工藝開始廣泛應用于航空產品，如發動機輪盤、飛機結構件等的制造。粉末冶金技術的關鍵在于粉末的制備以及零件的成形和致密化技術。合金粉末一般采用熱等靜壓、熱擠壓、噴射成形、快速成形和注射成形等工藝進行成形和致密化。其中激光快速成型工藝又稱3D打印，也稱為金屬材料增材制造技術，以區別于以塑性加工工藝為代表的等材制造和以機械加工工藝為代表的減材制造。該技術是以金屬粉末、顆粒或金屬絲材為原料，通過CAD模型預分層處理，采用高功率激光束熔化堆積生長，直接從CAD模型一步完成高性能構件的“近終成形”。3D打印設備雖然沒有被明確稱為機床，但是具備機床這一概念所具備的一切特征。同時將其功能融入現有的數控機床設備也是機床行業近年來努力的一個方向。

      　　增材制造技術以其靈活多樣的工藝方法和技術優勢在現代航空產品的研制與開發中具有獨特的應用前景。在航空制造領域中，難加工材料、復雜型面的結構件等都可以很好地采用增材制造技術實現高精度加工。由于沒有傳統機加工藝對于刀具的可達性限制以及鑄造及塑性加工中的脫模限制，3D打印幾乎可以實現能夠在CAD中設計的任何結構形式，從而產生全新的設計，如圖1所示。同時，由于3D打印幾乎不需要傳統工藝需要的夾具、模具制造等工藝準備環節，可以大幅度縮短航空產品的研制周期，提高快速響應能力。

數控設備與柔性制造

      　　盡管隨著新型航空材料與成型技術的不斷應用，機械加工在航空產品制造工藝中的比重有減少的趨勢，但是對于高精度尺寸和表面特征，切削加工仍然是無法替代的加工手段。同時，隨著航空零部件中新材料和新結構的不斷應用，機械加工的難度也在不斷增加。

      　　與其他尖端制造行業一樣，航空產品加工所使用的數控機床正朝著高速化、精密化、智能化、綠色化等方向發展。自20世紀90年代初以來，各國相繼推出了許多主軸轉速10000~60000r/min以上的數控機床。高速加工技術的應用縮短了切削時間和輔助時間，不僅可以提高生產效率，還可以改善加工質量，已成為機床技術重要的發展方向。同時，通過優化機床的結構，提高了制造和裝配的精度，減少了數控和伺服系統的反應時間。采用溫度、振動誤差補償等技術，提高了數控機床的幾何精度、運動精度等。

      　　隨著人們環境保護意識的加強，對環保的要求越來越高。不僅要求在機床制造過程中不產生對環境的污染，還要求在機床的使用過程中不產生二次污染。在這種形勢下，裝備制造領域對機床提出了無冷卻液、無潤滑液、無氣味的環保要求，機床的排屑、除塵等裝置也發生了深刻的變化。上述綠色加工工藝愈來愈受到機械制造業的重視。

      （1）數控設備的集成化與智能化。

      　　數控設備的集成化包括將多種機械加工工藝集成于一臺數控機床或者在數控機床設備中融合其他加工或檢測等工藝技術。復合加工是機械加工的重要發展方向之一。其中車銑復合加工是最具有代表性的技術領域。車銑中心具有多軸聯動功能，能夠完成任意角度的車削、銑削、鉆削、鏜削、滾齒、攻、鉸、擴等任務，具有高柔性、多任務的特點。在單件和成批生產中均可獲得較高的關聯加工尺寸精度、大大縮短加工輔助時間，是加工精密、復雜回轉零件的理想設備。它對于提高航空回轉關鍵零部件的制造精度及縮短制造周期有著重要的作用。在線測量通過將檢測技術融于數控加工的工序過程中，可以避免脫機檢測返修帶來的二次裝夾定位，解決零件制造中通用工裝和專用工裝無法測量部位的測量，顯著提升加工效率，保證加工質量。在航空產品研制和生產中，可以對正在加工中的零部件進行及時的修正與補償，以消除廢次品的產生。

      　　智能化的內容包含在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制、工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電動機參數的自適應運算、自動識別負載、自動選定模型、PID參數自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。

      　　自適應控制技術通過在加工過程中，根據采集到的電機扭矩、主軸振動等機床運行狀態信息，進行機床的自我調整和控制，以此保證機床的正常加工和運行，保持機床以最佳動態性能加工零件。這樣既提高了設備生產效率，又保證了加工精度。智能化故障診斷技術包括機床信號數據采集和監控、數據傳輸和智能化人機界面設計開發等內容。根據數控機床故障機理分析，選擇能反映機床特征的信號，通過在機床關鍵部件安裝不同類型傳感器，進行機床特征信號的采集，經處理后進行可視化界面監控。智能化實時補償技術通過外接傳感器，采集主軸在軸向和徑向的熱膨脹伸長誤差，通過對這些誤差數據分析處理，進行實時補償，提高機床加工精度。

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