飞机是一台非常复杂的机器，由几万甚至几十万个零部件组成，大多为形状特殊的复杂曲面零部件，飞机的结构尺寸大，外形复杂，其结构件主要是钣金件或复合材料壁板件组成的薄壳结构，特点是形状复杂、连接面多、刚性小，在加工、装配过程中都会产生变形。航空零部件的主要变形可分为加工中的变形和加工完成后的残余应力变形。
浅谈航空零部件变形的影响因素
航空零部件加工变形产生的原因很多，与毛坯的材质、零件的几何形状以及生产条件（包括人、机床设备、工艺方法、环境等因素）都有关系。总结主要有以下几个方面：
残余应力是指在没有任何工作载荷作用的情况下，存在于构件内部且在整个构件内保持平衡的应力。在生产、处理和加工材料的过程中，由于材料的局部区域产生了不均匀的变形或相变，必然导致工件内部残余应力的产生。
切削加工是被加工材料被逐渐切除的过程，随着切削加工过程的进行，切削层中的残余应力被逐渐释放，工件自身的刚度也发生变化，原始的自平衡条件被破坏，工件只有通过变形达到新的平衡状态。这也是残余应力释放引起工件加工变形的基本原理。
(1) 切削热：在切削过程中，克服材料的弹性变形、塑性变形和刀具与工件之间的摩擦所做的功，大部分转化为切削热，造成零件各部位温度不均，使零件产生变形。
(2)切削力：使零件表面在弹性恢复后产生不平度；由于薄壁工件结构复杂，加工时不可能采用同一的切削用量，还有不同位置壁厚的不均性，造成了在各个加工位置，工件在切削力作用下的变形量并不一样。在零件表面弹性恢复后，造成了加工壁厚误差。
(3)刀具的材料、磨损、以及变形等。
钛合金航空结构件高效切削刀具
(1)因零件刚性差，加工时夹、压引起的弹性变形将影响表面的尺寸精度和形状、位置精度。
(2)因夹紧力与支承力的作用点选择不当，会引起附加应力。
与其它金属相比较，铝合金非常容易切削。但是铝合金和其它元素有较高的化学反应性，其硬度较低，塑性大，这三个基本性质给提高切削加工质量带来困难；铝合金切削加工时易产生“积屑瘤”，严重影响已加工表面粗糙度和尺寸精度；由于刚度较低，切削后的弹性回复也给提高已加工表面的尺寸精度带来困难。
垂直进刀方式的选择对腹板加工精度的影响以及水平进刀方式的选择对侧壁加工精度的影响是客观存在的。数控机床设计了三种垂直进刀的方式：一是直接垂直向下进刀；二是斜线轨迹进刀方式；三是螺旋式轨迹进刀方式。选择合适的下刀方式对于减小加工变形是有意义的。
看我出招，消除航空零部件变形
对减小加工中变形的方法，本文将其分为两大类：一类是工艺方法，主要是修正刀具路径，对进给量进行局部优化，增加辅助支承等，这类方法的特点是容易实现，能在一定程度上减小变形；另一类是采用高速加工。
刀具路径修正算法的简化示意图
对薄壁件采用特定的加工工艺来减少和避免薄壁件的变形，主要有以下几个方面：
(1)使用特殊的机床与刀具进行薄壁零件的加工。如日本采用双轴机床分别从零件的两侧壁加工，从而抵消了薄壁的变形。还可以采用刀杆较细的立铣刀进行侧壁加工，避免刀杆损坏己加工的表面。
(2)在精加工最后一次走刀后，在没有进给量的情况下进行光切，并用手工打磨。该方法虽然能够将大部分的残余材料切除掉，但大大增加了加工工时，降低了生产率。
(3)加工切削参数优化。在目前的切削加工中，切削参数的选择仍然严重困扰数控零件加工，由于切削参数的选择不当导致切削力过大，刀具磨损严重，零件表面残余应力增加，加工质量下降等都会增加成本，降低效率，因此数控加工切削参数的合理选择是非常重要的。基于生物进化理论的基因算法，可用于多参数、多约束条件和多目标的优化，可进行全局的探索优化，用基因算法优化切削参数的有效性已在多个报告的实例中得到验证。
(4)对刀具走刀路径进行修正，达到减小变形的目的。根据加工零件的加工变形情况，在设计刀具走刀路径时考虑工件的变形量，让刀具在原有的轨迹中根据零件变形程度附加一个偏移量，从而对加工走刀路径进行修正，以达到加工精度要求。
激光冲击强化技术已广泛用于提高飞机叶片疲劳寿命。下图是MIC公司激光冲击强化叶缘的区域和残余应力分布，由图可以看出该叶片强化区域仅局限于边缘区域，刀口位置的残余压应力可以明显提高钛合金叶片的高低周疲劳性能，缺口的应力集中会导致叶片的疲劳强度降到原有水平的1/3左右。
电解成型技术加工范围广，能在大部分导电材料上进行成型加工，生产率高，能够达到较好的表面粗糙度，加工中不存在切削力，加工表面无显著缺陷层。电解成型加工属于非接触加工，加工过程中有利于材料内部应力的释放和残余应力的消除，对于零件变形的消除作用明显。
波音777的大型隔板采用了柔性工装数字化装配技术，根据零部件关键特征信息，以较少的安装工作快速定位不同零部件，取消了巨大的装配型架，以一种通用支架作为支撑样机的主要工装，利用4台卡尔?蔡司公司的激光跟踪仪对部件进行空间定位，有效减少了零部件在装配过程中的变形和扭曲，能够保质保量地完成装配工作。
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