第三節(jié)__飛機裝配準確度和裝配過程

1、1 三、飛機裝配準確度和裝配過程三、飛機裝配準確度和裝配過程 3.1 飛機結構的分解飛機結構的分解 飛機 可卸件 部件段件 段件 板件 組合件 零件 零件 零件 零件 2 飛機結構劃分為部件 在部件和部件之間、部件和可卸件之間的連接一般都是采用可拆可拆 卸的連接卸的連接。 部件和部件之間、部件和可卸件之間所形成的可拆卸的分離面，稱 為設計分離面設計分離面。主要便于在使用和維修過程中迅速拆卸和重新安裝。 3 機翼劃分成段件示意圖 1前段； 2中段； 3后段 4 機翼劃分成段件和板件示意圖 - 1-翼肋；2前緣翼肋；3機翼前緣；4機翼前梁；5機翼中段上、 下壁板；6機翼后梁；7機翼中段；8機翼后部

2、；9翼尖；10機 翼后部上、下壁板；11機翼后部縱墻；12副翼；13副翼調(diào)整片； 14襟翼；15翼肋后段；16翼肋中段。 5 機身各段劃分為板件和組合件示意圖 1側板件；2中段大梁；3隔框；4機身后段下板件；5 機身中段下板件。 6 板件、段件或組合件之間一般采用不可拆卸的連接，它們的分離 面稱為工藝分離面工藝分離面。 將整架飛機的各部件按工藝分離面進一步劃分成段件、板件和組合 件的做法，若工藝分離面劃分合理，將有著明顯的技術經(jīng)濟效果： 3：由于改善了裝配工作的開敞性，有利于提高產(chǎn)品的裝配質(zhì)量。 2：減少了復雜的部件或段件的裝配型架數(shù)量。 1：增加了平行裝配工作面，為提高裝配工作的機械化和自動

3、化程 度創(chuàng)造了條件。 7 在飛機設計時，考慮工藝分離面的部位、形式和數(shù)量，必須從成批 生產(chǎn)的要求出發(fā)。 批量大，工藝分離面劃分多；批量小，工藝分離面劃 分少。 飛機結構的劃分，其重要意義不僅僅表現(xiàn)在需要綜合考慮結構、使 用和生產(chǎn)上的要求，而且由于劃分的結果，必然會涉及強度、重量和氣 動方面的問題。因此，在決定劃分方案時，必須綜合研究上述各方面的 因素。 結構設計上已有的工藝分離面，考慮到具體的生產(chǎn)情況和批量時， 也可以不加利用。 8 3.2 裝配準確度裝配準確度 （一）飛機裝配準確度要求（一）飛機裝配準確度要求 外形要求外形要求 一般翼面部件比機身部件的外形準確度要求 高，部件最大剖面前比最大

4、剖面后要求高。不同 型別的飛機，其要求也不同。 部件準確度的技術要求，一般包括以下幾個方面： （1） 部件氣動力外形準確度 9 部件外形波紋度 1理論外形；2實際外形；3等距 樣板或等距卡板的工作外緣； h外形誤差；L波長；H波深； yn、yn+1、yn+2在相鄰波峰波谷處蒙皮 外形與等距樣板或等距卡板的間距。 另一種外形要求可以用外形波外形波 紋度紋度表示： 外形波紋度外形波紋度是指一定范圍內(nèi)的 波高誤差： 2 yy yH L H 2nn 1n 高速殲擊機允許的翼面展 向波紋度不大于0.5/400mm/mm。 10 表面平滑度要求 表面不平滑度誤差包括鉚釘、螺釘、焊點處的局部凸凹 缺陷，蒙皮

5、對縫間隙和階差等。 11 （2）部件內(nèi)部組合件和零件的位置準確度 如大梁軸線、翼肋軸線、隔框軸線、長桁軸線等的實際裝配位 置相對于理論軸線的位置偏差。一般規(guī)定： （3）部件間相對位置的準確度 長桁的位置偏差為2mm等。 普通肋軸線的位置偏差為12mm。 梁軸線允許的位置偏差和不平度為0.51.0mm。 12 表示機尾翼相對于機身位置準確度參數(shù)是上反角（或下反角）、 安裝角和后掠角。 13 表示各操縱面相對于固定翼面位置的準確度參數(shù)是階差、 剪刀差和間隙 。 副翼相對于機翼的位置準確度要求 1檢驗樣板；2型架；3機翼外形；4副翼外形；A機翼；B副翼。 表示機身各段間相對位置準確度參數(shù)是同軸度。

6、14 部件設計分離面，如機身與機翼、機身與機身間，一般 采用叉耳式接頭或圍框式（凸緣式）接頭連接。 叉耳式接頭 圍框式（凸緣式）接頭 15 當部件對接時，既要符合部件間相對位置的準確度要求，又要 符合對接接合的準確度要求，在工藝上比較困難。所以在結構設計 時，要考慮結合面的工藝性。右圖比左圖工藝性好。 飛機裝配是由大量剛度較小的零件在空間組合、連接的結果， 故飛機裝配準確度很大程度上取決于裝配型架（夾具）的準確度。 16 （二）制造準確度和協(xié)調(diào)準確度（二）制造準確度和協(xié)調(diào)準確度 制造準確度制造準確度是指產(chǎn)品的實際尺寸與圖紙上所規(guī)定的名義尺寸相符 合的程度。 協(xié)調(diào)準確度協(xié)調(diào)準確度是指兩個飛機零件

7、、組合件或部件之間相配合部位的 實際幾何形狀和尺寸相符合的程度。 設計規(guī)定前、后接頭之間的距離為L 。 而中翼和外翼制成后實際尺寸分別為L1及L2 。 17 兩者制造誤差分別為： 1=L1L 2=L2L 接頭間的協(xié)調(diào)誤差： L1L2 協(xié)調(diào)準確度的要求一般要高于制造準確度的要求。 裝配過程中，需要協(xié)調(diào)的內(nèi)容一般為：裝配過程中，需要協(xié)調(diào)的內(nèi)容一般為： （1）工件與工件之間的協(xié)調(diào) 隔框結構 1上框緣；2下框緣。 為保證工件之間的協(xié)調(diào)要求，必須 使制造工件的模具也是相互協(xié)調(diào)的。 18 （2）工件與裝配夾具（型架）之間的協(xié)調(diào) 在機翼裝配中，為保證前梁組合件與機翼前段型架的定位器 相貼合，為保證機翼前段與

8、機翼總裝型架的定位器相貼合，則夾 具（型架）之間應當是相互協(xié)調(diào)的。 （三）提高裝配準確度的補償方法（三）提高裝配準確度的補償方法 一般希望進入裝配各階段的零件、組合件及部件具有生產(chǎn)互換 性。但對某些復雜零件，在經(jīng)濟上是不合理的，技術上也難以達到。 補償?shù)姆椒ㄑa償?shù)姆椒ň褪橇慵⒔M合件或部件的某些尺寸在裝配時可進行加 工或調(diào)整，可以部分抵消零件制造和裝配的誤差。 19 在飛機裝配中，常用的補償方法：在飛機裝配中，常用的補償方法： （1） 修配 例如機身或機翼的蒙皮，一般尺寸比較大，有時長達56m，零件 剛度又小，蒙皮之間對縫間隙有時要求又很嚴，一般小于1.5mm。零件 制造難以達到這樣的準確度。

9、因此在蒙皮制造時，在邊緣處留出一定的 加工余量，在裝配時和相鄰的蒙皮相互修配。 此方法不具有互換性。 20 （2）裝配后精加工 外翼和中翼對接分離面的精加工示意圖 (a)加工余量示意圖；(b)外翼精加工示意圖。 裝配后精加工是 工件裝配后在專用設 備上（如精加工臺） 單獨地依據(jù)樣板、鉆 ?；蚩磕＿M一步加工， 精加工后，工件具有 互換性。 21 （3）可調(diào)補償件 發(fā)動機與機身連接圖，主接頭上裝有球面襯套，以補償機身兩接頭 和發(fā)動機主接頭的不同軸度，利用輔助接頭上可調(diào)螺桿調(diào)整發(fā)動機軸線 和機身的相對位置。 機身與發(fā)動機連接 1主接頭；2輔助接頭。 22 發(fā)動機通過發(fā)動機架 與機身的連接圖，通過偏

10、心球面襯套4及可調(diào)螺桿7 調(diào)整發(fā)動機相對于機身的 位置。 23 利用補償件時，為了使裝配工作能順利進行，在結構設計時， 應盡量減少復雜的協(xié)調(diào)關系。 （a）圖補償件有四個面與零件貼合； （b）圖補償件有三個面與零件貼合； （c）圖補償件有二個面與零件貼合； （c）結構的工藝性較好。 24 3.3 裝配基準裝配基準 飛機各部件外形準確度，關系到飛機的飛行性能。因此，在裝配過 程中，如何提高外形準確度，是飛機裝配中比較重要的一個問題。 在裝配過程中，使用兩種裝配基準： 1：以骨架為基準的裝配。：以骨架為基準的裝配。 2：以蒙皮外形為基準的裝配。：以蒙皮外形為基準的裝配。 裝配過程中工藝基準按功能分有

11、三類： 定位基準定位基準：用以確定結構件在設備或工藝裝備上的相對位置。 測量基準測量基準：用于測量結構件裝配位置尺寸的起始位置。 裝配基準裝配基準：用以確定結構件之間的相對位置。 25 1：以骨架為基準的裝配：以骨架為基準的裝配： 1定位孔； 2蒙皮； 3橡皮繩； 4桁條； 5翼肋。 裝配過程：裝配過程： 1：翼肋按定位孔定位，鉚上桁條，組成骨架； 3：進行骨架與蒙皮的鉚接。 2：放上蒙皮，用橡皮繩或鋼帶拉緊； 26 1大梁； 2翼肋； 3蒙皮厚度墊片； 4卡板； 5蒙皮。 裝配過程：裝配過程： 1：翼肋按卡板定位，和大梁、桁條等組成骨架； 3：進行骨架與蒙皮的鉚接。 2：放上蒙皮，用卡板壓緊

12、； 27 以骨架為基準進行裝配的方法，其誤差積累是“由內(nèi)向外”，最后 積累的誤差反映在部件外形上。 部件外形誤差由以下幾項誤差積累而成：部件外形誤差由以下幾項誤差積累而成： 骨架零件制造的外形誤差； 裝配后產(chǎn)生的變形。 蒙皮和骨架由于貼合不緊而產(chǎn)生的誤差； 蒙皮的厚度誤差； 骨架的裝配誤差； 28 部件外形準確度主要取決于零件制造后骨架裝配的準確度，為提高 外形準確度，必須提高零件制造準確度和骨架裝配準確度以及減少裝配 變形等。 適用于：1：外形準確度要求較低的部件。 2：翼型高度較小，不便于采用結構補償?shù)牟考?29 2：以蒙皮外形為基準的裝配。：以蒙皮外形為基準的裝配。 1桁條； 2撐桿；

13、 3卡板； 4蒙皮； 5翼肋。 裝配過程：裝配過程： 1：在結構上翼肋分成兩個半部，首先將半肋和桁條先鉚在蒙皮上； 3：將兩個半肋連接在一起。 2：用撐桿將蒙皮頂緊在卡板上； 30 1蒙皮； 2隔框； 3卡板； 4角鋼； 5角片； 6補償片； 7桁條； 8工藝螺栓。 裝配過程：裝配過程： 1：蒙皮、桁條和補償片首先裝配成板件； 3：將補償片和長桁上的角片與隔框鉚接在一起。 2：在型架內(nèi)按卡板外形定位，用工藝螺栓將板件緊貼在卡板外形上； 31 以蒙皮外形為基準的裝配方法，誤差積累是“由外向內(nèi)”的，積 累的誤差在內(nèi)部骨架連接時用補償?shù)姆椒▉硐?部件外形誤差由以下幾項誤差積累而成： 裝配型架卡板

14、的外形誤差； 適用于外型準確度要求高的部件，且結構布置和連接通路都能 滿足要求。 裝配后產(chǎn)生的變形。 蒙皮和卡板外形之間由于貼合不緊而產(chǎn)生的誤差； 32 由于飛機速度不斷提高，一般采用厚蒙皮或整體壁板結構，這類 零件和結構由于剛度較大，難以在裝配型架內(nèi)通過外力進行校形，在 結構上和工藝上要采取其它各種措施。 壁板化機翼結構 待梁架裝配完后，在專用精加工臺上進行外形加工。其誤差積累 方向是“由內(nèi)向外”的，其積累的誤差通過精加工消除掉。 33 3.4 裝配定位裝配定位 在裝配過程中，首先要確定零件、組合件、板件、段件之間的相 對位置，也就是定位問題。 常用的定位方法 ： （一）基準零件定位（一）基

15、準零件定位 機械零件常用，用于零件剛度較大的定位。 （二）（二） 用劃線定位用劃線定位 根據(jù)飛機圖紙用通用量具劃線定位。這種方法定位準確度較低，一 般用于剛度較大，位置準確度要求不高的部件。 34 （三）用裝配孔定位（三）用裝配孔定位 裝配時用預先在零件上制出的裝配孔來定位。兩個零件用裝配孔確定 其相對位置時，裝配孔的數(shù)量應不少于兩個，裝配孔的數(shù)量取決于零件的 尺寸和剛度，尺寸大剛度小的零件，裝配孔的數(shù)量應適當加多。 35 為保證相連接的零件間裝 配孔是協(xié)調(diào)的，一般是采用模 線樣板法，首先按1：1準確地 在鋁板上畫出組合件的結構圖 （結構模線），在結構模線上 標出裝配孔，然后以結構模線 為標準

16、分別制造各零件鉆孔用 的樣板，零件上的裝配孔則按 各自的樣板鉆孔。 36 用裝配孔裝配板件 37 （四）用裝配夾具（型架）定位（四）用裝配夾具（型架）定位 1機翼；2主梁接頭定位器；3前梁接頭定位器；4副翼懸掛接 頭定位器；5卡板。 飛機裝配夾具除了起定位作用外，還有校正零件形狀和限制裝配變 形的作用，所以飛機裝配夾具的定位件不遵守“六點定位原則”，往往 采用多定位面的“超六點定位”，即“超定位”方法。 38 3.5 裝配工藝過程設計裝配工藝過程設計 裝配工藝過程設計一般首先按部件編制裝配方案，各部件裝配方案包括： 部件的工藝分離面圖表。 工藝裝備品種表。 工藝裝備協(xié)調(diào)圖表。 裝配指令性工藝規(guī)

17、程。包括裝配基準、定位方法、工藝裝備等。 部件裝配圖表（或稱裝配流程圖）。包括由板件、段件、到部件的 裝配順序，平行工作內(nèi)容等。 39 在制定部件裝配方案時，應根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模研究結構的工藝分離面。 試制或小批生產(chǎn)時，應采用集中裝配原則集中裝配原則，即裝配工作比較集中在部 件總裝型架內(nèi)進行。 在成批生產(chǎn)中，因為要盡量擴大平行工作面，故應充分利用工藝分 離面。一般產(chǎn)量越大，裝配分散程度也應越大，這種裝配原則稱為分散分散 裝配原則裝配原則。 40 （一）（一） 裝配單元的劃分裝配單元的劃分 以成批生產(chǎn)為例，一般采用分散裝配原則。為提高裝配的機械化 程度，應特別注意提高部件的板件化程度。 1駕駛艙組合件

18、；2 側板件；3隔框； 4起落架艙；5艙 蓋；6前下部； 7后下部；8前上 板件；9中上板件； 10后上板件；11 尾段。 “伊爾86”機身工藝分解圖 (a)機身部件；(b)板件、段件；(c)組合件、板件。 41 “伊爾86”機翼工藝分解圖 1前梁；2外翼 前緣；3中梁；4 后梁；5翼肋； 6翼尖；7外翼 前段； 8外翼上、下板 件；9外翼后段； 10發(fā)動機吊艙； 11外翼；12前 襟翼； 13中翼組合件； 14襟翼；15、16 副翼；17中翼。 42 結構的工藝分離面，其組合的先后次序可能有好幾種方案。 機翼典型切面結構示意圖 1機翼前緣；2前梁；3、5梁和翼肋中段的連接角材； 4翼肋中段；

19、6后梁；7機翼后緣。 43 機翼段劃分示意圖 1、2帶前梁的機翼前段；6、7帶后梁的機翼后段；4翼肋中段； 8上板件；9下板件；10下板件；11可卸板件。 該方案是將前梁劃分到前段上，將后梁劃分到后段上，中段上、 下蒙皮預先分別與長桁連接，然后在機翼總裝型架內(nèi)組合并鉚接。 44 機翼段劃分示意圖 1不帶前梁的機翼前段；2、4、6由前梁、后梁、翼肋中段和上、下板 件組成的機翼中段；7不帶后梁的機翼后段。 該方案是把前梁、后梁和翼肋中段，上、下板件組成并鉚接成中段， 前段不帶前梁，后段不帶后梁，然后在機翼總裝型架內(nèi)組合并鉚接。 45 上述兩種方案從工藝上講都是可行的。 方案：前、后段工藝剛度大，對保證前、后段的外形有利，但總 裝工作量比方案大。 方案：前、后段工藝剛度小，但總裝工作量少些。 46 部件結構形式是各種各樣的，在工藝分解時可能會碰到這樣或那樣 的復雜情況，但方案選擇時應考慮： 在實踐工作中，往往會在各種方案中出現(xiàn)矛盾的情況，此時要根據(jù) 具體情況，即產(chǎn)量大小及工廠經(jīng)驗等，權衡主次，求得合理解決。 是否有利于減少部件總裝階段的工作量等。 是否有利于尺寸和形狀的協(xié)調(diào)。 裝配單元的工藝剛度。 工藝上的開敞性。 構造上的可能性。 47 （二）（二） 補償結構的合理利用補償結構的合理利用 產(chǎn)品裝配的難易，在很大程度上取決