航空制造业是关系到国防安全的战略性产业，在国民经济发展中占据重要地位。而航空航天行业所需要的关键零部件加工设备大多数依赖进口。通过“高档数控机床与基础制造装备”国家重大专项的实施，国产数控机床取得了长足发展，为助推大飞机制造、航空工业腾飞做好了准备。
国产数控机床的发展现状
从2012年起，国产数控机床的种类每年以100种左右的速度在增长，仅整个金属切削机床就占去了数控机床品种的绝大部分。在2013年上半年，国产数控金属切削机床的产量达了36万台，预计到2020年中国金属切削机床工业总产值将超过30,000亿元，成为全球第一大金属切削机床生产基地。和国际水平相比，国产数控机床的发展具有如下特点：
国产数控机床在产品数量、技术水平、管理服务等方面已取得巨大成就，与国际先进水平差距逐渐缩小。近些年国产数控机床不但在品种数量上有了很大进展，而且产品的技术水平和质量也有了很大提高。其中五轴联动高档数控龙门镗铣床、五轴联动高档数控车削中心，是航空、造船、电力等行业急需的关键设备，多年来国外对中国实行禁运，但是近几年我国已经研发成功。
数控是零部件制造的核心，一文详解数控技术在航空工业中的应用
同时国产数控机床在外观造型、制造质量、产品可靠性和服务等方面进行了诸多改进，目前产品种类可与日、美、德、意等国并驾齐驱。
在五轴联动数控机床、数控超重型机床、立式卧式加工中心、数控车床、数控齿轮加工机床等领域，部分技术已经达到世界先进水平。目前我国开发和制造了世界最大的28米数控立式铣车床，5米、500吨数控卧式镗车床，10.5米数控桥式龙门复合机床等，改变了世界少数国家对数控机床产业的垄断局面，加速了我国制造业的发展，特别对我国航空制造业的发展起到了巨大推动作用。
与国际先进水平相比，国产数控机床在其核心技术、关键配件、刀具水平等方面还存在一定差距。统计表明，组成数控系统的显示器、伺服电机、传感器等关键部件，绝大部分仍需要从国外进口。国内能制作的中高端数控机床，更多是处于组装和制造环节，普遍未掌握核心技术，关键零部件和关键技术也主要依赖进口。特别是数控刀具滞后现象表现更为突出。国产数控刀具在寿命、可靠性等方面水平较低，在品种、性能和质量上都远远不能满足用户需求。由于国产刀具品种少、寿命低，严重影响国产数控机床的稳定性、可靠性和高效性。如五轴联动数控机床，国外产品可连续无故障工作1500小时，国产产品最多连续无故障工作1000小时，而且使用性能和进口产品相比还有一定差距[3]。因此为了形成真正的数控产业，国产数控机床急需树立民族品牌，促进技术创新和成果转化与市场的快速衔接，以及引进先进的管理机制等。
航空工业关键结构件加工所需要的设备
随着航空工业的进步，飞机的关键结构件趋向于大型化、复杂化和整体化，具有高刚性、抗疲劳、耐腐蚀和轻量化等特性，材质多为铝合金、钛合金或超高强度钢、复合材料。
铝合金材质的结构件多为深槽腔、小转角、薄壁、且具有气动理论曲面的盒式或壳式结构，如：大梁、长桁、壁板、机身框、缘板等，其毛坯多采用整体预拉伸板材或挤压型材，通过加工形成薄壁、细筋等结构。零件从毛坯加工到成品，材料去除率可高达80%~90%，甚至95%。该类结构件的尺寸越来越大，而且零件的外型面多为双曲度，要求采用高速高效铣切方式进行加工，其加工设备需要具有高速、高刚性、高加速度（或高动态响应）、五轴或多轴联动、高金属切除率、便于大量落屑排屑及便于工件装卸等特性，同时机床主轴需要具有大功率、高转速、适当扭矩及足够宽的、可调控的转速范围等特性，典型的机床如大型龙门高速加工中心。
数控是零部件制造的核心，一文详解数控技术在航空工业中的应用
钛合金和超高强度钢材质的零件在飞机关键结构件中所占比例不断增大。钛合金材质结构件主要有滑轨、滑轮、发动机框及接头类零件等，超高强度钢材质结构件主要有机翼滑轨、起落架及转接接头类零件等。钛合金和超高强度钢需要更大的主轴功率和扭矩加工，要求加工设备具有高刚性、大功率、高扭矩、高精度和高精度稳定性等特性，典型的机床如配备机械主轴的A/B或A/C双摆角五轴联动铣床或龙门加工中心。
航空工业采用的复合材料主要有碳纤维等高强度纤维增强复合材料、玻璃纤维增强树脂复合材料，复合材料结构件主要有蒙皮、雷达整流罩、电磁窗等。要求加工设备具有大行程、高速、高效等特性，典型的机床如高架式高速龙门铣床。另外，复合材料加工时会产生大量的纤维粉尘，所以必须配置真空吸尘装置。
数控技术在航空工业中的应用
机翼、机身和发动机等飞机部件需要高精度制造和严格的公差。工程师使用计算机辅助设计（CAD）软件设计这些零件，然后将它们转换为计算机辅助制造（CAM）软件，用于创建CNC代码。
数控技术有助于生产商用和军用飞机的大型结构部件，广泛用于制造起落架、机舱内部、控制表面、发动机零件和液压系统。
数控加工是精密航空零部件制造的核心。飞机制造商使用计算机数控加工来制造过于复杂而无法手动加工的零件。数控机床使公司能够快速调整设计并转移生产能力，同时将过程中断降至最低。
航空制造需要既坚固又轻便的高质量材料。加工碳纤维复合材料等复合材料既耗时又昂贵，因为它们很快就会磨损工具。数控切割工具是专门设计的，适用于各种材料，包括钛、铝和奇异合金。这些机器以高精度和高速度运行，从而减少了人为错误并提高了生产率。
除了加工金属零件外，数控设备还可以通过编程从复合材料中创建复杂的形状。复合材料由碳纤维或玻璃纤维与树脂的混合物组成，在重量低于金属替代品的情况下，为当今的飞机提供了无与伦比的强度和耐用性。
采用具有铣削、走线、钻孔和切割功能的先进数控机床，可提供精确的切割和完美的孔质量，确保部件的完整性和更高质量的产品。
数控车削是航空零部件加工的另一个重要应用，通常用于生产小型、高精度和同心加工的零部件。数控车床通常用于制造起落架支柱、燃料喷嘴和液压活塞等零件。
现代数控车削具有卓越的可靠性，同时保持显著的精度和速度；机器承担各种功能，如开槽、螺纹加工和车削加工，为优化任何操作提供了难以置信的灵活性。
随着数控技术应用的出现，航空工业中的钻孔和紧固过程已经实现了自动化。紧固件必须均匀使用，以确保飞机的空气动力学稳定性和结构完整性。过大或扭曲的孔会导致零件之间产生间隙，这在航空航天行业是不可接受的。
以前，钻孔是使用夹具手动进行的，需要熟练的操作员才能有效地执行。自动化通过可编程的单轴设备彻底改变了钻孔过程，该设备能够同时制造数百万个钻头的精确位置；这项技术对制造过程产生了巨大影响，并提高了产品性能。
数控技术应用创造了一条从零件设计到成品的流线型、自动化路径。将数控技术集成到航空生产中的一些优势包括：
提高效率：通过计算机化系统，制造商可以生产大量零件，同时最大限度地减少材料浪费。数控机床用途广泛，可以提供多种功能，如切割、钻孔、走线、铣削和车削，而不是每次操作所需的各种工具，从而减少了切换工具所花费的时间。
经济高效的生产：计算机控制系统使飞机零部件生产商能够在保持精度和生产速度的同时，通过雇佣更少的员工来降低劳动力成本。自动化数控加工在不牺牲产能或产品质量的情况下减少了劳动力规模。
数控是零部件制造的核心，一文详解数控技术在航空工业中的应用
高精度部件：数控机床生产的部件比手动零件更精确，因为基于计算机的代码可以准确地编程机器指令。这些机器还能够进行算法引导的刀具路径调整，确保高质量的产品具有极其严格的公差。
增强的安全性：使用先进的数控机床可以减少和消除人为错误。员工不需要直接与大多数关键操作互动，这将产品开发和装配程序决策活动中的伤害风险降至最低。
数控技术在现代航空生产技术中发挥着至关重要的作用。数控设备通过自动化和精密生产能力提高了飞机制造的生产效率。行业应用程序有助于优化所有生产阶段的制造流程，同时提供高质量、可靠的产品。随着技术的发展和更好的应用的出现，航空业将继续越来越依赖数控加工技术。
数控技术通过自动化各种生产任务，对机械制造业来说是非常宝贵的。该技术实现了机械制造自动化的精度、效率、多功能性和定制。采用数控技术的制造公司享受了许多好处，包括提高生产力、降低劳动力成本和提高产品质量。
实施数控技术也可能带来挑战，包括成本、复杂性和网络安全问题。通过应对这些挑战，制造商可以成功地采用数控技术，从而提高竞争力、盈利能力和增长。
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