飞机构件中的薄壁金属结构件

数控铣切技术的出现与发展，使飞机设计者开始采用复杂的整体薄壁金属结构件作为飞机整体气动承载件并日渐成为现代飞机的重要结构件之一，即通常所说的整体壁板件。整体壁板通常是将传统飞机结构中的骨架元素、连接元素和蒙皮制成一体的整体结构类零件，是飞机的主要受力结构件。设计制造良好的复杂结构整体壁板能够满足飞机气动外形和疲劳寿命的要求，相对于传统的组合式的蒙皮，整体壁板件具有很高的效能优势。
大型飞机的超大型壁板一般指机翼壁板长度超过30米、宽度达到3米的整体结构件，具有代表意义的是B-1B轰炸机的机翼上下壁板长50米，最大宽度9米，蒙皮厚度从0.5mm变到2.5mm，并带有突变和筋条。目前，军用和民用飞机的大型复杂结构的整体壁板件一般均是采用首先从厚金属平板上铣切出符合设计要求的内部结构然后用一定的工艺使其成形的方法来生产。因此，整体壁板件的生产中一般均存在板坯制备设备复杂、材料利用率低的问题。然而由于整体壁板具有结构效率高、协调性好、适合作密封结构件等突出的优点，自20世纪60年代以来，世界各国的大、中型飞机都广泛采用整体壁板代替铆接壁板或薄蒙皮，并作为主要承力构件之一参与承载。我国FBC-1、歼-10等新型号飞机中都采用了整体壁板结构。可以肯定地说，整体壁板也将是未来大运和支线客机的关键结构件之一。
大型复杂结构整体壁板件制造的关键难题有多个方面，比如板坯的制备、壁板平板毛坯结构设计、壁板平板毛坯结构的铣切、整体壁板的成形，等等。这其中每一个问题都对整体壁板件的制造有决定性的影响。在壁板板坯结构的铣切中，人们通常关注的问题是铣切工艺本身，实际上对于大型整体壁板，在多余材料去除后因板坯内应力释放所产生的变形对整体壁板结构准确度将产生显著的影响，特别是目前的国产板坯。