薄壁零件因其重量轻、比强度高而广泛用于航空航天工业。但是，由于薄壁零件的刚性低，弹性变形并且容易发生颤振，严重影响加工精度和工件表面质量。

关键字

航空航天

颤振

变形

灵活的支撑

低刚性

薄壁

1.简介

为了减轻飞机的重量并提高其负载能力和机动性，航空航天领域正在采用越来越多的薄壁零件。1低刚性、复杂形状、高精度是薄壁零件的典型特征，2如图1所示。薄壁零件通常通过铣削加工，4但铣削过程中的铣削力容易引起加工变形和振动，严重影响加工精度和表面质量。5因此，利用配套技术提高薄壁零件的刚性，减少加工变形和振动已成为薄壁零件加工的主要方法。

经过几十年的发展，针对不同的薄壁结构和加工要求，已经开发出多种配套技术。在早期阶段，使用刚性模具来支撑工件。对于每个工件，都需要设计相应的模具，这需要较长的准备时间和较高的制造成本。6然而，随着飞机零件的更换越来越频繁，制造周期长和制造成本高的问题越来越突出。此外，模具的精度严重影响工件的加工精度。为了提高加工精度和效率，能够适应各种复杂形状的柔性支撑技术已成为航空航天领域薄壁零件加工的主要支撑方法。目前，柔性支撑技术根据支撑原理和支撑特性可分为三类。柔性支撑技术的分类和原理，完全自适应柔性支撑技术，主要包括温度流变材料（TRM）支撑技术和磁流变液（MRF）支撑技术，其特点是填充其他材料来支撑整个加工区域。多点离散柔性支撑技术的特点是使用多个离散支撑头来支撑工件。对称后续柔性支撑技术，包括镜面铣削支撑技术和射流支撑技术，其特点是使用支撑头与刀具对称移动以支撑工件。

在柔性夹具的基础上采用完全自适应的柔性支撑技术，为小型复杂薄壁零件提供了良好的支撑效果。目前，完全自适应柔性支撑技术已广泛应用于腹板结构、蜂窝结构等小型复杂薄壁零件的加工。然而，为了提高先进航空航天产品的综合性能，大型结构的薄壁零件被广泛使用，7其大小通常为1-2 m甚至超过10 m。大型薄壁零件具有体积大、结构复杂、刚性差等特点。对于大型薄壁零件的加工，使用完全自适应的柔性支架不仅需要相当大的材料消耗，而且会导致加工精度和效率低。因此，许多欧美机床公司开发了多点离散柔性支撑技术，该技术与数控加工技术相结合，用于制造机身和机翼等大型薄壁零件。8之后，为了进一步提高加工精度和加工效率，开发了集型腔、修边、孔加工为一体的镜面铣削配套技术，已成功应用于飞机蒙皮等大型薄壁零件的制造。9但是，坚硬的支撑头很容易划伤工件表面。此外，当杂质和切屑嵌入软支撑头时，工件表面也很容易被划伤。10为了实现无划痕铣削，一些学者提出了射流支撑技术的概念，即使用水或空气射流来支撑工件。然而，喷气式飞机支持技术尚未得到很好的发展，仍需要进一步研究。航空航天薄壁零件制造技术作为飞机机身制造的六大关键技术之一，一直是航空工业面临的挑战。11柔性支撑技术作为提高薄壁零件加工质量的重要方法，对解决加工过程中的变形和颤振具有显著作用。因此，近年来，柔性支撑技术在航空航天制造领域得到发展并得到广泛应用，具有广阔的发展前景。

多点离散柔性支撑是作为早期支撑技术引入的，并且发展良好。许多公司开发了相应的配套设备，这些设备已广泛应用于实际的航空航天制造中。多点离散柔性支撑技术可以根据工件的实际轮廓灵活调整支撑点的位置，适应性强，使这种方法可用于加工不同曲率的薄壁零件。多点离散柔性支撑技术使用计算机结合各种传感器来控制支撑位置。它具有很高的定位精度和自动化。但是，支撑头之间存在间隙，这可能会导致加工过程中变形甚至颤振。因此，多点离散柔性支撑技术具有中等的加工效率和精度。此外，受支撑结构的限制，只能支撑特定零件，例如简单平面或曲面。此外，多点支撑设备价格昂贵，仅适用于大型薄壁零件的加工。

对称随动柔性支撑技术

由于离散支撑头之间的悬挂区域容易发生弹性变形，因此多点离散柔性支撑技术无法实现对工件厚度的精确控制。对称后续柔性支撑技术，可保证支撑头与刀具同步移动，支撑工件，实时补偿加工误差，为加工薄壁零件提供了一种新途径。对称后续柔性支撑技术按支撑头特点可分为镜面铣削支撑技术和射流支撑技术。

镜面铣削支撑技术的研究主要集中在支撑装置的设计、壁厚误差补偿和颤振抑制技术等方面。

支撑装置的设计是镜面铣削支撑技术的关键，直接影响加工精度。目前，镜面铣削支撑头可分为三种类型的头：滑动支撑头，滚动支撑头和静压支撑头。滑动支撑头一般用平板支撑工件，具有足够的刚度但硬度低于工件。