結構件是飛（fēi）機零件中最大的一種零件。這類零件主（zhǔ）要用鋁合金製造。基於製造工（gōng）藝（yì）和零（líng）件重量考慮，以前主要采用鋁板經鉚而成(至今仍（réng）有部分零件采用此種方法製造)。現在采了全然不同的設計技術，需要將多種不同功能集成到一（yī）個結構件上（shàng）。這就是集（jí）成設計技術。這種零件是用一塊實體鋁坯（pī）經銑（xǐ）削加工而成。這類零件很複雜（zá），通常包含極小的（de）底麵和薄壁(0.6~2mm)，呈蜂巢狀。這類零件的幾（jǐ）何形狀由不同的表麵及（jí）規定的曲（qǔ）麵構成（chéng）。接近（jìn）飛機（jī）外（wài）部輪廓的表麵也是必須是自由曲麵。
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（jiàn）構成的。這樣，就需要各種折（shé）彎設備和裝配夾具。在Pilatus PC 12飛機上，這類部件采用了集成設計技術。 零件的數（shù）量減少到3個，而且是采用簡單的螺栓連接（jiē）(圖1)。
在25年前（qián），這家飛機公司在開發飛機時，由（yóu）於沒有複雜的軟（ruǎn）件工具（jù），NC技術還處於（yú）初期（qī）階段，隻能用繁瑣的編程語言，如APT、Fortran等（děng）等定義複雜的幾何形狀；NC機床還是采用21/rD控製，從而嚴重聘用製了複（fù）雜形麵和（hé）幾何形狀（zhuàng）的生成。
由於某種原因上述原（yuán）因，為控製鋁件（jiàn）的重量，用鋁板構成機架，即將20餘種不同形狀的板材成型件組（zǔ）裝和連接在一（yī）起構成一個大（dà）的結構件。零件成型過程極為複雜。工件（jiàn）材料要經過12次機械加（jiā）工和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（zhǒng）機架的裝配需要6道工序（xù），而且必（bì）須考慮到材料的拉伸問題。
如今，編（biān）程係統（tǒng）和CNC機床已經能使我們銑削加工出以前無法生成的形狀。以前，采用（yòng）傳統（tǒng）技術（shù），需要（yào）20多（duō）個板材成型件才能構成的部件，現在隻用2個（gè）零件。幾何形狀極為複雜，必須完全滿足（zú）零件的所有要求。用一塊實體鋁坯（pī）銑製一個零（líng）件，其中98%的材料（liào）都變成了廢屑。
三步完成（chéng）產品加工
NC編（biān）程過程需要的專業知識要求最高，要（yào）求集成各種不同生產工藝：CAD/CAM、切削刀具、夾具設計和銑削技術。現在隻需三道貌岸然工序就可以（yǐ）製造出這樣一個機架部件（jiàn）：1)獲取經（jīng）過預切削並帶有夾持用孔的原（yuán）材料，2)銑削零件，3)手動鑽出鉚釘孔(利用夾具)。
零件（jiàn）毛刺在加工過程中完成。首（shǒu）件檢驗合（hé）格後（hòu），銑削加工過（guò）程自動進行，無需（xū）操作員幹預。這樣就大大簡化了尺（chǐ）寸和裂紋的檢測，與（yǔ）以前的製造方法相比，降低了生產成本。集成（chéng）結（jié）構還對零件裝配具有重大影響。整個模塊(部件)可以直接裝配。所製造的零件公差極為嚴格，具有很好的互換性。裝配精度得到保證，且過程穩定（dìng），大（dà）幅（fú）度縮短了所需的（de）裝配時間。
適用於高（gāo）速銑削的機床與刀具
坯料是用水刀將厚127mm或（huò）76mm的鋁板切切割（gē）到近似形狀。坯料尺寸為840×665mm，重90kg或60kg。 夾具包括角度板和標（biāo）準孔係及加工工件第二麵的（de）真空接合適配板。機床采用特別適用於五軸（zhóu）聯動加工的斯達拉格海科特STC 1000/130型機床：主軸功率為70kW，在100%負載運（yùn）行時最高轉速（sù）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。該機床采用鋼板焊（hàn）接結構，具有較高的剛度。
整個（gè）加工過程需要7把切削刀具和4把鑽頭。刀具為整體刀體，最大直徑為（wéi）32mm，形狀配（pèi）合的刀片能防（fáng）止其在以高達24000r/min的轉速切削時離心力可能造成的（de）損壞（huài）。全部刀具直徑都在25mm以（yǐ）上，中空（kōng）冷卻，油（yóu）霧潤滑。起先（xiān）直徑小於25mm的刀具為整體硬質合金刀（dāo），采用收縮式刀柄。刀具長度（dù）為90和220mm.。
全部切削刀具連同刀柄都經過（guò）平（píng）衡，在24000r/min轉時平衡質量為Q2.5。為保證加工過程的安全，精確定義了每把刀（dāo）具的切削參數，即采用專用軟件，對刀具組件進行（háng）了知識臨界速度(自振)檢測。零件經二次裝夾（jiá）完成全部加工(包括鉚（mǎo）接（jiē）孔)。為防（fáng）止薄壁件在加工中的應力變形和保證（zhèng）嚴格控製的公差，麵銑和周邊銑削采用了高速銑削加工工藝。在總的銑削加（jiā）工（gōng）時間內（nèi），約60%的時（shí）間需要五軸聯動加工，粗加工占總加工時間的40%，手動（dòng）加工主要是去毛刺和鑽部分鉚釘孔。
結果超過預期
首先將（jiāng）工件用螺栓固定在夾具上，用雷尼紹測頭識別零件（jiàn）。第一道貌岸然工序是用直徑63mm 的刀頭，沿Z麵運動，將工件粗銑至接近最終形（xíng）狀。粗銑時的進（jìn）給速度可達（dá）17m/min ，金屬切除率達6500mm3/m
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