目前國家對重要領(lǐng)域的大型工業(yè)機械建設(shè)的投入加大。航空方面，飛機結(jié)構(gòu)件機械加工的主要方法仍是數(shù)控加工，尤其是數(shù)控銑削。結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工夾具的發(fā)展從很大程度上影響著我國飛機制造的水平提升。但是結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工夾具存在仍存在著一些普遍問題。

　　高速切削方法被普遍采用，如西飛大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件均在西飛數(shù)控中心完成加工，結(jié)構(gòu)件種類包括機翼大梁、壁板、梁間肋、框、大型支撐接頭和對接接頭等，這些結(jié)構(gòu)件除具有槽腔多、壁厚薄、精度高等特點外，需要滿足飛機變斜角理論曲面等飛機機翼結(jié)構(gòu)件的通常特性以外，還具有零件輪廓尺寸大、槽腔深和基準(zhǔn)平面輪廓度要求嚴(yán)等特性[1]，成飛結(jié)構(gòu)件的加工分別在數(shù)控分廠和結(jié)構(gòu)件分廠進行，大型結(jié)構(gòu)件在數(shù)控分廠完成，小型結(jié)構(gòu)件在結(jié)構(gòu)分廠進行。目前，在國內(nèi)整機廠中，結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工夾具存在如下普遍問題。

　　(1)專用夾具數(shù)量多，夾具適用范圍窄。

　　中航工業(yè)某公司結(jié)構(gòu)件廠在轉(zhuǎn)包項目及大飛機研制中需要加工大量以型材為原料的結(jié)構(gòu)件。這類零件以銑邊和鉆孔加工為主。由于轉(zhuǎn)包任務(wù)的不確定性，且國內(nèi)大型飛機還處于研制過程中，零件數(shù)量少但種類多。為了保證加工質(zhì)量，每種零件均研制了專用夾具，基座為比較笨重的鑄件，且定位精度不高。車間工具庫乃至車間地面上堆滿了各類夾具。從生產(chǎn)一種零件轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)另一種零件時，夾具重新組合轉(zhuǎn)換時間在2h左右，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率。飛機上的大型整體結(jié)構(gòu)件，如整體蒙皮和壁板，目前仍部分采用大型模胎來進行銑削和切邊。模胎設(shè)計制造成本高、專用性強。大量模胎占用廠房面積，庫房積壓嚴(yán)重。

　　(2)缺乏計算機輔助夾具拼裝系統(tǒng)和夾具生產(chǎn)流程管理系統(tǒng)。

　　目前，夾具設(shè)計或夾具拼裝方案規(guī)劃基本上還是采取手工方式進行。設(shè)計人員勞動量大、效率低下;設(shè)計質(zhì)量依賴個人經(jīng)驗和習(xí)慣，質(zhì)量不穩(wěn)定、規(guī)范性差，夾具元件的查找和夾具拼裝費時費力。夾具生產(chǎn)流程管理混亂，缺乏夾具及夾具元件的分類檢索方法。對于新的結(jié)構(gòu)件，可能存在合適的工裝，但由于難以查找，或找到類似工裝后，缺乏科學(xué)的方法指導(dǎo)拼裝，設(shè)計者往往最終放棄利用已有夾具或夾具元件，而重新設(shè)計和制造，這導(dǎo)致了巨大的浪費。拼裝夾具完成工件加工任務(wù)后，也不能及時有序地拆裝歸位。

　　(3)夾具自動化程度低。

　　對于結(jié)構(gòu)件的裝夾，目前仍然采用人工方法，如螺釘壓板方式，費時費力。在很多情況下，夾具組裝時間和工件裝夾時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于工件切削時間，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下。

　　夾具與數(shù)控機床在結(jié)構(gòu)及控制方面是獨立的，難以通過數(shù)控指令，協(xié)調(diào)一致地對工件進行定位、裝夾和進退刀加工。

　　(4)夾具元件的標(biāo)準(zhǔn)化程度和模塊化程度低，這導(dǎo)致了夾具元件的可重復(fù)使用率不高、夾具互換性不強、拼裝困難。

　　(5)不能支持采用MBD技術(shù)的飛機零部件設(shè)計，缺乏三維夾具及夾具元件數(shù)模，與飛機零部件設(shè)計的三維數(shù)字化協(xié)調(diào)程度不夠。