飞机制造工艺导论-第四章讲义.ppt

第四章 飞机装配工艺,4.1 飞机装配的基本问题 4.2 装配连接技术 4.3 保证互换与协调的方法 4.4 飞机总装及机场工作,4.1飞机装配的基本问题,4.1.1 飞机结构的分解 4.1.2 装配准确度 4.1.3 装配基准 4.1.4 装配定位 4.1.5 装配工艺过程设计,飞机制造过程：毛坯制造、零件加工、装配安装、试验毛坯制造,零件加工,试验,装配安装,锻 压 车 间,铸 造 车 间,机 加 车 间,钣 金 车 间,部 装 车 间,总 装 车 间,试 飞 站,,,,4.1 飞机结构的分解,,,,,,,,,能承受和传递载荷的系统——即受力构件，承受指定的外载，满足一定的强度、刚度、寿命、可靠性等要求结构,部件结构,结构上和工艺上完整的装配单元如机翼、尾翼、机身、发动机短舱、起落架、动力装置等大结构段件,部件结构通过纵向或横向可分成几个大段—段件如机翼可沿翼弦方向分为机翼前缘段、后段；机身可沿机身纵向分成前、后机身板件,部件或段件可分为板件板件是由部件或段件的一部分蒙皮以及内部纵向、横向骨架元件（如长桁、翼肋或隔框的一部分）所组成，有时还包括安装在其上的导管、电缆及设备如机翼中段的上下板件（壁板），机身的上下左右板件。

组件,段件或板件进一步分为组合件如翼肋、梁、框等零件,零件为不需要做装配的基本单位几个概念的区分,,,,,,,飞机装配：将大量的飞机零件，按一定的组合和顺序（按图纸、技术条件），逐步装成组合件、板件、段件和部件，最后将各部件对接成整架飞机的机体毛坯,板件,组合件,段件,飞机,部件,试飞,,,,,,,,零件,为什么飞机制造中有如此复杂的装配过程呢？,形状比较规则、刚性比较大的机加件，制造、装配中不易产生变形毛坯,零件,产品,,,装配钳工少量夹具,机床设备,一般机械制造中,零件特点,按图纸保证尺寸和公差，产品的准确度主要取决于零件的制造准确度飞机制造中,零件特点,大多数零件形状复杂、刚性小的钣金件，制造、装配中易产生变形制造、装配方法,零件的制造，都必须用体现零件尺寸和形状的专用工艺装备（模具、夹具）来制造，以保证其尺寸和形状的准确度产品的装配，必须用体现产品尺寸和形状的专用工艺装备（装配型架、夹具）进行装配，而且还需分解在不同工作场地、不同工艺装备上进行装配，以保证其尺寸和形状的准确度毛坯,零件,产品,,,专用工装,专用工装,零件,毛坯,板件,组合件,段件,飞机,部件,试飞,,,,,,,飞机结构的分解,,4.1.1 设计分离面和工艺分离面,如：按使用功能，机身、机翼、襟翼、副翼、垂直尾翼（垂直安定面）、方向舵、水平尾翼（水平安定面）、升降舵、座舱盖、前起落架、主起落架、发动机舱、各种舱门等； 按维护修理的需要，前、后机身、各种口盖等。

１、设计分离面（使用分离面）,分离面,根据飞机结构的使用功能、维护修理、运输方便等方面的需要，设计人员将整架飞机在结构上划分为许多部件、段件和组件，所形成的分离面主要特点,可拆卸的连接（螺栓、铰链接合等）,飞机由于设计和工艺的要求，结构能进行分解，在两装配单元之间的对合面飞机的分解是在分离面处分开设计分离面,,,,,（1）、为提高装配工作的机械化和自动化程度创造了条件 自动压铆机——钻孔、划窝、送铆钉、铆接、铣平铆钉头（埋头铆钉） （2）、有利于提高连接质量（开敞性、机械代替手工）； （3）、改善劳动条件、缩短装配周期工艺概念,为了生产（装配）的需要，满足工艺过程的要求将飞机结构进一步划分所形成的分离面主要特点,（１）、一般采用不可拆卸的连接（铆接、胶接、焊接等）； （２）、装配成部件后，工艺分离面消失工艺分离面合理划分的优点：,（１）、增加了平行装配工作面，可缩短装配周期； （２）、减少了复杂的部件或段件的装配型架数量； （３）、改善了开敞性，提高装配质量板件化的优点：,２、工艺分离面,,,,,工艺分离面如何合理划分？,（1）、工艺性审查； （2）、取决于综合的技术经济分析结果。

即工艺分离面划分的原则（装配原则）,决定工艺分离面划分的因素——结构设计,（１）、飞机结构上是否存在相应的分离面； （２）、划分出的装配单元必须具有一定的强度、刚度、气 动方面的因素设计人员,（1）、综合考虑构造、使用、生产工艺（装配）； （2）、从成批生产的需求划分； （3）、应充分考虑工厂的加工能力工艺人员,（１）、装配工艺装备较少，减少了工艺装备的制造费用 （２）、协调关系较简单， （３）、生产准备周期较短 研制、试制生产阶段,分散装配原则：,集中装配原则：,一个部件的装配工作在较多的工作地点和工艺装备上进行特点,（１）、增加平行工作地、装配分散进行、扩大工作面、（２）、结构开敞可达性好，改善劳动条件 （３）、有利于机械化和自动化，提高劳动生产率，缩短 部件装配周期，提高装配质量 成批生产阶段,少数工作地点、少量工艺装备特点,3、工艺分离面划分的原则（装配原则）,,,,,4.1.2 装配准确度,一、飞机装配准确度要求 二、制造准确度和协调准确度的基本概念 三、提高装配准确度的补偿方法,,一、飞机装配准确度要求,装配准确度,装配后飞机机体及部件的几何形状、尺寸等实际数值与设计所规定的理论数值的误差。

对于不同类型的飞机和飞机上不同的部位，装配准确度的要求不同飞机的空气动力性能,飞机的操纵性能,部件间相对位置的准确度,部件内部组合件和零件的位置准确度,部件气动力外形准确度,,,,,１、部件气动力外形准确度,（1）、外形要求 （2）、外形波纹度 （3）、表面平滑度要求,2、部件内部组合件和零件的位置准确度,3、部件间相对位置的准确度,（1）、机翼、尾翼（水平）相对于机身位置的准确度（2）、各操纵面相对于固定翼面位置的准确度 （3）、机身各段间相对位置的准确度,,,,二、制造准确度和协调准确度的基本概念,产品的实际尺寸与图纸上所规定的名义尺寸相符合的程度符合的程度越高，制造准确度越高，即制造误差越小两个飞机零件、组合件或部件之间相配合部位的实际几何形状和尺寸相符合的程度符合的程度越高，协调准确度越高，即协调误差越小制造准确度,协调准确度,(1)、工件与工件之间的协调 (2)、工件与装配型架（夹具）之间的协调,１、飞机装配过程中（成批生产、分散装配）的协调内容：,,,１、飞机装配过程中的协调内容,(2)、工件与装配型架（夹具）之间的协调,(1)、工件与工件之间的协调,成批生产、分散装配:,互换,同一种工件之间的一致性。

安装时，不需切削、钻孔、铰孔、加垫、敲修等补充加工互换——同一种工件之间的一致性，控制制造误差 协调——相配合工件之间的一致性，相互修配或控制制造误差互换与协调的关系,替换,同一种工件之间的一致性安装时，需切削、钻孔、铰孔、加垫、敲修等补充加工互换一定协调，协调并不一定互换２、互换与协调,,,,,4.1.3、提高装配准确度的补偿方法,零件、组合件或部件的某些尺寸在装配时可进行加工或调整，可以部分抵消零件制造和装配的误差，最后能够达到技术条件所规定的准确度要求1）、飞机产品特点所决定的； （2）、有利于技术经济效果； （3）、消除制造、装配过程中的各种误差积累１、修配—工艺补偿 ２、装配后精加工—工艺补偿 ３、间隙补偿—设计补偿； ４、加垫补偿—设计补偿； ５、可调补偿件—设计补偿； ６、搭接补偿—设计补偿补偿方法,必要性,常用的补偿方法,,,,工艺补偿,在装配时对留有余量（工艺上制定）的工件进行补充加工，改变某些尺寸，以保证协调的方法 包括： 修配、装配后精加工,设计补偿,在装配时利用结构补偿件（设计上给定）改变工件某些尺寸，以保证协调的方法 包括：间隙补偿、加垫补偿、可调补偿、搭接补偿。

1）、两个相配合工件的修配； （2）、多为手工操作，反复试装和修合，工作量大； （3）、相互修配后不具有互换性； （4）、成批生产应尽量少用１修配—工艺补偿,特点,典型工艺过程,试装 定位 确定余量线 修剪 检验 防腐,,,,,试装 定位 确定余量 扩孔 铰孔 检验,,,,,,,,,２、装配后精加工—工艺补偿,（1）、单个装配后的工件单独补偿加工； （2）、需专用设备，依据样板、钻模或靠模进一步加工； （3）、增加了制造成本和装配周期； （4）、具有互换性特点,典型工艺过程,定位 夹紧 检查加工余量 扩孔 铰孔 检验,定位 夹紧 检查加工余量 铣切余量 检验,,,,,,,,,,精加工对接孔：,精加工端面：,４、加垫补偿—设计补偿,特点,（1）、削弱了结构强度、增加了结构重量； （2）、一般需限制垫片的厚度和数量； （3）、一般用于部件骨架与蒙皮之间，以保证部件气 动力外形要求； （4）、增加了装配工作量； （5）、具有互换性。

在对合面处设计允许加垫片，以消除装配时积累的间隙误差加垫补偿,,,５、可调补偿件—设计补偿,特点,（1）、减少了装配工作量； （2）、工件结构复杂，重量稍有增加；（3）、具有互换性在结构上使两零件或构件的相对位置可以调节，以补偿协调误差可调补偿,,,６、搭接补偿—设计补偿,特点,利用补偿角片，通过搭接长度的变化改变装配件的有关尺寸，从而保证准确度要求1）、削弱了结构强度、增加了结构重量； （3）、一般用于部件骨架与蒙皮之间，以保证部 件 气动力外形要求； （4）、增加了装配工作量； （5）、具有互换性搭接补偿,,,4.1.4 装配基准,一、设计基准与工艺基准 常用的两种装配基准的装配： 二、以骨架为基准的装配 三、以蒙皮外形为基准的装配,,一、设计基准与工艺基准,确定结构之间相对位置的一些点、线、面产品设计需要建立的基准如：飞机水平基准线、对称轴线、翼弦平面、弦线、梁轴线、长桁轴线、框轴线、肋轴线等基准,设计基准,１、设计基准,设计基准的特点,一般都不存在于结构表面上的点、线、面，在生产上往往无法直接利用。

定位基准：用于确定结构件在设备或工艺装备上的相对位置 装配基准：用于确定结构件之间的相对位置 测量基准：用于测量结构件间装配位置尺寸的起始位置２、工艺基准,工艺基准,装配过程中需要建立的工艺基准工艺基准分类 （按功能分）,,二、以骨架为基准的装配,装配过程,装配成骨架,连 接,形成外 形,施加外力,放上蒙皮,,,,,（1）、骨架零件制造的外形误差； （2）、骨架的装配误差； （3）、蒙皮的厚度误差； （4）、装配后产生的变形误差积累的特点,“由内向外”,外形误差包括,提高外形准确度的措施,1.加垫补偿; 2.精加工补偿(梁架精加工).,现代飞机:采用厚蒙皮或整体壁板结构,应提高结构件的加工准确度.,,,,,三、以蒙皮外形为基准的装配,装配过程,装配成上下壁板骨架（含蒙皮）、施加外力、上下蒙皮紧贴卡板、上下壁板骨架连接（通过设计补偿）、形成外形1）、装配型架卡板的外形误差； （2）、蒙皮和卡板外形之间由于贴合不紧而产生的误差； （3）、装配后产生的变形误差积累的特点,“由外向内”,外形误差包括,,,4.1.5 装配定位,一、装配定位的要求和特点 二、装配定位的方法 １、按工件定位 ２、用划线定位 ３、接触照相法定位 ４、用装配孔定位 ５、用装配夹具（型架）定位,,一、装配定位的要求和特点,。