飞机数字化设计与制造技术的发展探究

佟立杰 西安航空职业技术学院航空维修工程学院

目前，国内外相关企业已经开发出了多种工程设计类软件，这些软件加速了机械设计制作工作的数字化进程，也在一定程度上提升了设备的精度。所以，在飞机设计制造领域，也开始融入数字化设计理念，以期促进我国民航事业的发展。在实际工作中，很多飞机部件都能够通过数字化建立模型的方式完成零件的配置，辅助零件安装的进行，本文则基于此对飞机数字化设计与制造技术进行了探讨和分析。

一、数字化设计制造的基本概念

虚拟显示、计算机技术以及数据库技术是飞机数字化设计和制造所依靠的主要理论，很多技术还需要在多媒体技术的基础上实现。在实际设计制造过程中，需要相关技术及软件能够根据实际的需要，完成资源信息的采集和分析，并对产品工艺等信息进行重新组合，进而完成飞机元件的设计与仿真，并为后续的制造提供技术资料，这样也能够大大缩短产品的生产周期。

运用数字化描述的方式完成数字空间的构建，进而完成设计制作工作，同时，也能将产品制造流程进行演示。在飞机设计和制造工作中，硬件技术和计算机软件是数字化的主要体现，在设计工程中，很多三维建模软件以及二维平面图纸绘制软件的应用，大大提高了绘图效率，也提升了绘图精度，三维建模软件的应用不仅能够完成构件的设计工作，还能将相应的构建进行模拟安装，进而明确存在设计碰撞部位，并完成设计成果的优化。

二、数字化设计制造过程

首先，设计单位运用数字化的结构设计软件对飞机各个元件、系统进行设计、模拟，得出设计成果。这些设计成果中需要包含元件的尺寸、材料、加工要求等参数，并将这些设计成果在第三方质量控制部门以及甲方的监督下进行审核和优化，做好设计问题的调整，保证设计成果的质量。

其次，制造厂商在获取设计成果后，需要根据设计要求，运用数控加工技术完成元件的生产工作。相比其他设备来说，飞机数控加工技术精度要求更高，并且也涉及到多种新型材料的加工与运用，制定这些要求的目的主要是为了在降低飞机总体重量的前提下，加强其材料强度。

在数控加工技术中逐渐融入了各类集成技术，进而实现了数控加工技术的集成化，飞机构架加工工艺变得更为简单，数控设备及加工技术的优势得到充分体现，飞机构架加工成本以及加工频率得到了有效的控制。

三、数字化设计制造特点

（一）构件再次生产周期短

无论是飞机构件还是其他设备构件，其设计过程相对漫长，这是难以避免的。传统的构件加工制造工艺，往往需要提前生产相应的模具，当一批构件生产完毕后就涉及到模具的长期封存，部分模具如果得不到有效的存储将难以进行重复运用，所以传统生产工艺构件再次生产周期较长。由于目前数字化机床已经十分普遍，很多构件的生产过程已经无需使用大量的模具，所以模具的生产量有所降低，取而代之的是激光雕刻等加工手段。在进行激光雕刻时，只要将相应的加工数据输入机床内，即可完成构件的再次生产。由此可见，只要找到符合加工精度要求的数控机床，即可实现构件的再次生产，无需等待模具的重新制作。

（二）设计制造数据更为直观

传统的设计工作依靠手工绘制图纸，或者依靠CAD 等二维平面设计软件开展设计，难以将各类设计数据整合在一个文件中。目前，很多三维设计软件，不仅能够展示出构件的相关尺寸，还能将三维设计成果转换为二维平面设计图纸，在三维模型中，设计人员可以在相应的位置插入设计说明，在后期查看设计成果时，只需点击相应的位置，就能明确其具体的设计参数，这种设计成果的展示方式，为后续材料加工创造了更为便利的条件。

（三）能够完成飞机运行状态的模拟

当各个构件设计完毕后，一般需要对设计成果进行审核和调整，单纯针对构件本身进行审核，很难发现设计缺陷。所以，技术工程师设计出了能够将设计模型进行模拟组合的设计软件，这种软件则能在一定程度上完成飞机运行状态的模拟，进而辅助设计人员完成设计成果的审核工作。

四、总结

飞机是一种对精度要求很高的交通工具，数字化设计制作技术的出现，在很大程度上提高了设计工作的效率，也为构件后续的制造提供了更为详细的参数，所以进一步提升飞机设计、制造数字化水平，对于促进民航运输行业的发展有着重要的意义。