第一章 模線與樣板

1、一、互換與協(xié)調(diào)的概念一、互換與協(xié)調(diào)的概念 二、模線二、模線樣板工作法樣板工作法 三、理論模線三、理論模線 四、結(jié)構(gòu)模線四、結(jié)構(gòu)模線 五、樣板五、樣板 六、標(biāo)準(zhǔn)樣件和局部模型六、標(biāo)準(zhǔn)樣件和局部模型 七、鈑金零件生產(chǎn)中使用的樣板七、鈑金零件生產(chǎn)中使用的樣板 互換與協(xié)調(diào)的概念 1. 互換性互換性的基本概念 飛機(jī)工業(yè)中的互換性要求一般指： 使用互換使用互換 局部損壞而更換（部件或段件） 生產(chǎn)互換生產(chǎn)互換 批生產(chǎn)中零件、構(gòu)件不經(jīng)過修配 或補(bǔ)充加工就可以裝配 廠際互換廠際互換 同一型號(hào)飛機(jī)，不同廠制造的零 部件 互換性項(xiàng)目要求越多，對生產(chǎn)部門的要 求也越高，因此在飛機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)中并不 要求完全互換，而是局

2、部互換。 互換互換 是指批生產(chǎn)中，同一種零件， 在尺寸和形狀方面的一致性。 協(xié)調(diào)協(xié)調(diào) 是指相配合的兩種零件在尺寸 和形狀方面的一致性。 互換包括完全互換和不完全互換。互換包括完全互換和不完全互換。 而對飛機(jī)鈑金零件，不一定要求完而對飛機(jī)鈑金零件，不一定要求完 全互換，但要求完全協(xié)調(diào)。全互換，但要求完全協(xié)調(diào)。 互換不僅要體現(xiàn)協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度， 還要求制造準(zhǔn)確度制造準(zhǔn)確度；而協(xié)調(diào)只體現(xiàn) 協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度，因而具有互換性的零 件，必將是協(xié)調(diào)的，所以協(xié)調(diào)是保 證互換性的必要條件，在飛機(jī)鈑金 零件制造中，不但要求協(xié)調(diào)，而且 要求互換。 指零件的實(shí)際尺寸和形狀與 名義尺寸和形狀的差值，差值越 小，制造準(zhǔn)確度

3、越高。 指兩個(gè)相配合的零件、組件或 部件之間實(shí)際尺寸和形狀的差值。 （比前者要求更高） 一般準(zhǔn)確度的概念是，零件不受自 重或外力作用和影響下的幾何形狀和尺 寸的準(zhǔn)確度。但鈑金零件，在裝配或檢 驗(yàn)時(shí)往往允許在一定外力作用下進(jìn)行。 如蒙皮零件在規(guī)定壓力下，檢驗(yàn)其貼模 度；裝配時(shí)，蒙皮在卡板的壓力作用下， 保持外形的準(zhǔn)確度等。因此，在分析鈑 金零件協(xié)調(diào)問題時(shí)，特別是在解決配合 面協(xié)調(diào)問題時(shí)，必須把力和力場的條件 準(zhǔn)確度考慮進(jìn)去。 任何產(chǎn)品或零件的制造，其幾 何形狀和尺寸的形成，一般都是根 據(jù)圖紙所確定的理論形狀和尺寸， 在生產(chǎn)過程中通過一定的量具、工 裝或機(jī)床而獲得的。在這一過程中， 首先需要根據(jù)標(biāo)

4、準(zhǔn)的尺度量具制造 出生產(chǎn)中使用的各種測量工具或儀 器，然后用這些量具制造各種工夾 模具，最后通過工裝模具或機(jī)床加 工出所需的形狀或尺寸，這一過程 中包含尺寸傳遞的過程。 獨(dú)立制造原則 相互聯(lián)系制造原則 補(bǔ)償制造原則 蒙 皮 與 口 蓋 的 協(xié) 調(diào) 獨(dú) 立 制 造 原 則LaLb 量具尺寸 夾具尺寸 零件尺寸 量具尺寸 夾具尺寸 零件尺寸 標(biāo)準(zhǔn)尺 獨(dú) 立 制 造 原 則 相 互 聯(lián) 系 制 造 原 則 La 量具尺寸 夾具尺寸 零件尺寸 夾具尺寸 零件尺寸 標(biāo)準(zhǔn)尺 Lb 相 互 聯(lián) 系 制 造 原 則 補(bǔ) 償 制 造 原 則 La 量具尺寸 夾具尺寸 零件尺寸 零件尺寸 標(biāo)準(zhǔn)尺 Lb 補(bǔ) 償 制

5、 造 原 則 1. 實(shí)質(zhì) 模線樣板工作法的實(shí)質(zhì)是采 用統(tǒng)一的尺寸和形狀的剛性傳遞系 統(tǒng)制造和在幾何上協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)的相互 配合的元件。 模線樣板工作法的原理是按相 互聯(lián)系制造的原則確立的。 飛機(jī)圖紙飛機(jī)圖紙理論模線理論模線結(jié)構(gòu)模線結(jié)構(gòu)模線 標(biāo)準(zhǔn)樣件（生產(chǎn)樣板、標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)樣件（生產(chǎn)樣板、標(biāo)準(zhǔn) 樣板）樣板）工藝裝備（模具、夾工藝裝備（模具、夾 具、具、）零件（組件、部件）零件（組件、部件） 工時(shí)高，制造裝配夾具和工時(shí)高，制造裝配夾具和 立體工藝裝備時(shí)準(zhǔn)確度低；裝立體工藝裝備時(shí)準(zhǔn)確度低；裝 配和鈑金工裝的制造周期長。配和鈑金工裝的制造周期長。 這是因?yàn)楸仨毷紫戎圃斐瞿＞€這是因?yàn)楸仨毷紫戎圃斐瞿＞€ 和樣板，然

6、后才能按模線和樣和樣板，然后才能按模線和樣 板制造這些工裝。板制造這些工裝。 飛機(jī)鈑金零件的協(xié)調(diào)，包括零飛機(jī)鈑金零件的協(xié)調(diào)，包括零 件之間的相互協(xié)調(diào)，零件與裝配工件之間的相互協(xié)調(diào)，零件與裝配工 藝裝備的相互協(xié)調(diào)。前者取決于零藝裝備的相互協(xié)調(diào)。前者取決于零 件工藝裝備之間的協(xié)調(diào)性，而后者件工藝裝備之間的協(xié)調(diào)性，而后者 取決于工藝裝備與裝配工藝裝備之取決于工藝裝備與裝配工藝裝備之 間的協(xié)調(diào)性，其實(shí)質(zhì)是工藝裝備之間的協(xié)調(diào)性，其實(shí)質(zhì)是工藝裝備之 間的協(xié)調(diào)。間的協(xié)調(diào)。 協(xié)調(diào)路線協(xié)調(diào)路線 在飛機(jī)部、組件的鈑金零件在飛機(jī)部、組件的鈑金零件 制造過程中，保證鈑金零件與工制造過程中，保證鈑金零件與工 藝裝備尺寸

7、和形狀相互協(xié)調(diào)的傳藝裝備尺寸和形狀相互協(xié)調(diào)的傳 遞路線，稱為協(xié)調(diào)路線。在傳遞遞路線，稱為協(xié)調(diào)路線。在傳遞 過程中，每個(gè)環(huán)節(jié)誤差的積累，過程中，每個(gè)環(huán)節(jié)誤差的積累， 構(gòu)成了零件的制造誤差與協(xié)調(diào)誤構(gòu)成了零件的制造誤差與協(xié)調(diào)誤 差。差。 協(xié)調(diào)圖表協(xié)調(diào)圖表 鈑金零件協(xié)調(diào)圖表，反映鈑金零件鈑金零件協(xié)調(diào)圖表，反映鈑金零件 工藝裝備之間，零件工藝裝備與裝配工工藝裝備之間，零件工藝裝備與裝配工 藝裝備之間制造依據(jù)的相互依賴關(guān)系，藝裝備之間制造依據(jù)的相互依賴關(guān)系， 體現(xiàn)并保證了零件的協(xié)調(diào)關(guān)系，它是樣體現(xiàn)并保證了零件的協(xié)調(diào)關(guān)系，它是樣 板細(xì)目表、工藝裝備品種表編制的先導(dǎo)，板細(xì)目表、工藝裝備品種表編制的先導(dǎo)， 是企

8、業(yè)指令性工藝文件之一，在新機(jī)研是企業(yè)指令性工藝文件之一，在新機(jī)研 制、試制和批生產(chǎn)中，首先要考慮的，制、試制和批生產(chǎn)中，首先要考慮的， 就是編制協(xié)調(diào)圖表，然后才能進(jìn)行諸如就是編制協(xié)調(diào)圖表，然后才能進(jìn)行諸如 樣板細(xì)目表、工藝裝備品種表等生產(chǎn)工樣板細(xì)目表、工藝裝備品種表等生產(chǎn)工 藝文件的編制工作。藝文件的編制工作。 飛機(jī)鈑金零件協(xié)調(diào)圖表飛機(jī)鈑金零件協(xié)調(diào)圖表 協(xié)調(diào)圖表編制依據(jù)協(xié)調(diào)圖表編制依據(jù) 協(xié)調(diào)圖表編制內(nèi)容協(xié)調(diào)圖表編制內(nèi)容 協(xié)調(diào)圖表編制原則協(xié)調(diào)圖表編制原則 協(xié)調(diào)圖表編制步驟協(xié)調(diào)圖表編制步驟 協(xié)調(diào)圖表與其它工藝文件的關(guān)系 產(chǎn)品圖生產(chǎn)大綱產(chǎn)品圖生產(chǎn)大綱 工工 藝藝 總總 方方 案案 標(biāo)準(zhǔn)工裝協(xié)調(diào)圖表標(biāo)

9、準(zhǔn)工裝協(xié)調(diào)圖表 部件裝配協(xié)調(diào)圖表部件裝配協(xié)調(diào)圖表 鈑金零件協(xié)調(diào)圖表鈑金零件協(xié)調(diào)圖表 鈑金零件制造生產(chǎn)文件鈑金零件制造生產(chǎn)文件 協(xié)調(diào)方法分類：協(xié)調(diào)方法分類： 模擬量傳遞法模擬量傳遞法 綜合應(yīng)用法綜合應(yīng)用法 數(shù)字量傳遞法數(shù)字量傳遞法 飛機(jī)鈑金零件的協(xié)調(diào)方法飛機(jī)鈑金零件的協(xié)調(diào)方法 模擬量傳遞法模擬量傳遞法綜合應(yīng)用法綜合應(yīng)用法 數(shù)值量傳遞法數(shù)值量傳遞法 標(biāo)準(zhǔn)樣件工作法標(biāo)準(zhǔn)樣件工作法 表面樣件工作法表面樣件工作法模線樣板工作法模線樣板工作法 CAD/CAM工作法工作法 模模 線線 樣樣 板板 標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) 樣樣 件件 法法 表表 面面 樣樣 件件 標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) 樣樣 件件 法法 組組 合合 式式 標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn)

10、 樣樣 件件 法法 組組 合合 表表 面面 樣樣 件件 法法 組組 合合 模模 型型 法法 整整 體體 式式 表表 面面 樣樣 件件 法法 鑲鑲 塊塊 式式 表表 面面 樣樣 件件 法法 標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) 實(shí)實(shí) 樣樣 法法 模模 線線 樣樣 板板 法法 按按 蒙蒙 皮皮 模模 胎胎 協(xié)協(xié) 調(diào)調(diào) 法法 按按 兩兩 個(gè)個(gè) 制制 造造 依依 據(jù)據(jù) 協(xié)協(xié) 調(diào)調(diào) 法法 基基 準(zhǔn)準(zhǔn) 孔孔 切切 面面 模模 型型 法法 C A D/ C A M 法法 型架 夾具樣板 蒙皮 落壓模 反模型 內(nèi)加強(qiáng)板 型胎 反模型 隔板 落壓模 反模型 帶板 型胎 反模型 梁 型胎 反模型 表面標(biāo)準(zhǔn)樣件 反切內(nèi)樣板外形樣板 結(jié)構(gòu)模線

11、 協(xié)調(diào)部位協(xié)調(diào)部位大型客機(jī)機(jī)翼、翼梢、小翼等部件大型客機(jī)機(jī)翼、翼梢、小翼等部件 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)特點(diǎn) 示意示意 圖圖 協(xié)調(diào)方法協(xié)調(diào)方法CAD/CAM工作法工作法 協(xié)協(xié) 調(diào)調(diào) 圖圖 表表 數(shù)學(xué)模型 型胎拉形模型胎模胎模胎 型架肋骨蒙皮后墻口蓋墊板 數(shù)控編程繪圖機(jī)結(jié)構(gòu)模線 數(shù)控機(jī)床 零件樣板 光學(xué)儀器 型架卡板 應(yīng)用程序計(jì)算機(jī)測量機(jī) 數(shù)控編程 測量系統(tǒng)應(yīng)用測量系統(tǒng)應(yīng)用 程序程序 數(shù)控銑床數(shù)控銑床 數(shù)控銑床數(shù)控銑床 結(jié)構(gòu)模線結(jié)構(gòu)模線繪圖機(jī)繪圖機(jī) 零件樣板零件樣板 表面樣板表面樣板反模型反模型 標(biāo)準(zhǔn)樣件標(biāo)準(zhǔn)樣件反模型反模型 成形模成形模 型材型材 拉形模拉形模 拉彎模拉彎模 框肋零件框肋零件 落壓模落壓

12、模 卡板卡板 復(fù)雜零件復(fù)雜零件 蒙皮蒙皮 定位器交點(diǎn)定位器交點(diǎn)整體量規(guī)整體量規(guī)光學(xué)儀器光學(xué)儀器 型架型架 機(jī)加零件機(jī)加零件 壁板壁板 部件部件 飛機(jī)圖紙飛機(jī)圖紙 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 數(shù)控編程數(shù)控編程 數(shù)控編程數(shù)控編程 數(shù)控測量機(jī)數(shù)控測量機(jī) 全機(jī)數(shù)學(xué)模型全機(jī)數(shù)學(xué)模型 繪圖程序系統(tǒng)繪圖程序系統(tǒng) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)件內(nèi)部結(jié)構(gòu)件 加工程序系統(tǒng)加工程序系統(tǒng) 飛機(jī)圖紙飛機(jī)圖紙 理論模線理論模線 結(jié)構(gòu)模線結(jié)構(gòu)模線 （生產(chǎn)樣板、標(biāo)準(zhǔn)樣板）（生產(chǎn)樣板、標(biāo)準(zhǔn)樣板） 標(biāo)準(zhǔn)樣件標(biāo)準(zhǔn)樣件 （模具、夾具、（模具、夾具、） 工藝裝備工藝裝備 零件（組件、部件）零件（組件、部件） 模線樣板模線樣板- -標(biāo)準(zhǔn)樣件工作法是飛標(biāo)準(zhǔn)樣件工作

13、法是飛 機(jī)制造中保證協(xié)調(diào)互換的基礎(chǔ)；機(jī)制造中保證協(xié)調(diào)互換的基礎(chǔ)； 模線樣板是飛機(jī)設(shè)計(jì)與制造之間模線樣板是飛機(jī)設(shè)計(jì)與制造之間 的橋梁。的橋梁。 理論模線是繪制在金屬板或明膠板理論模線是繪制在金屬板或明膠板 上的上的1 1: :1 1的飛機(jī)各部分的理論外形圖，的飛機(jī)各部分的理論外形圖， 其上還繪有結(jié)構(gòu)軸線、基準(zhǔn)線等。其上還繪有結(jié)構(gòu)軸線、基準(zhǔn)線等。 其作用是協(xié)調(diào)部件平面及各切面的其作用是協(xié)調(diào)部件平面及各切面的 理論外形，并作為制造該切面的全理論外形，并作為制造該切面的全 部基本樣板的原始依據(jù)（標(biāo)準(zhǔn)即老部基本樣板的原始依據(jù)（標(biāo)準(zhǔn)即老 祖宗）。祖宗）。 是繪制在金屬板或明膠板上某一部是繪制在金屬板或明膠

14、板上某一部 件切面的件切面的1 1: :1 1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。 作用是協(xié)調(diào)該切面全部零件的結(jié)構(gòu)作用是協(xié)調(diào)該切面全部零件的結(jié)構(gòu) 形狀、并作為制造該切面全部生產(chǎn)形狀、并作為制造該切面全部生產(chǎn) 樣板的原始依據(jù)，以保證該切面內(nèi)樣板的原始依據(jù)，以保證該切面內(nèi) 全套工藝裝備之間的協(xié)調(diào)。全套工藝裝備之間的協(xié)調(diào)。 其外形按理論模線，內(nèi)部結(jié)構(gòu)按飛其外形按理論模線，內(nèi)部結(jié)構(gòu)按飛 機(jī)圖紙。機(jī)圖紙。 利用利用CAD技術(shù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)模線的工作流程技術(shù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)模線的工作流程 樣板樣板 是飛機(jī)部件、組件或零件某一切面 形狀和尺寸的剛性量具 在飛機(jī)的生產(chǎn)中樣板樣板起著制造、協(xié)制造、協(xié) 調(diào)、檢驗(yàn)部件和零件調(diào)、檢驗(yàn)部件和

15、零件以及檢驗(yàn)工藝檢驗(yàn)工藝 裝備裝備的作用，因此樣板之間有著相 互協(xié)調(diào)的關(guān)系。 作用作用 制造工裝、檢驗(yàn)零件 樣板是按結(jié)構(gòu)模線或理論模線來制造的 外形樣板外形樣板 內(nèi)形樣板內(nèi)形樣板 展開樣板展開樣板 毛料樣板毛料樣板 切面樣板切面樣板 彎曲樣板彎曲樣板 機(jī)加零件樣板機(jī)加零件樣板 夾具樣板夾具樣板 專用樣板專用樣板 樣板 分類 樣板品種 基 本 用 途 樣板名稱簡稱 基本 樣板 曬相圖板相板 1.制造、檢驗(yàn)樣板； 2.制造、檢驗(yàn)零件和工藝裝備 生 產(chǎn) 樣 板 外形樣板外形1.制造成套零件樣板；2.制造和檢驗(yàn)?zāi)＞呒傲慵?內(nèi)形樣板內(nèi)形制造零件的成形模具。常被外形樣板代替 展開樣板展開零件的下料及制造沖

16、切模 切 面 樣 板 切面外形樣板切外 制造和檢驗(yàn)?zāi)＞吆土慵?反切面外形樣板反切外 切面內(nèi)形樣板切內(nèi) 反切面內(nèi)形樣板反切內(nèi) 鉆孔樣板鉆孔鉆（或沖）零件上的孔 夾具樣板夾具制造、安裝標(biāo)準(zhǔn)樣件或裝配、檢驗(yàn)夾具 表面標(biāo)準(zhǔn)樣件樣板樣件制造表面標(biāo)準(zhǔn)樣件 機(jī)加樣板機(jī)加 加工和檢驗(yàn)機(jī)加零件上與理論外形或結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)有關(guān) 的部分 專用樣板專用按工藝需要確定，例如化銑樣板 標(biāo)準(zhǔn) 樣板 按需要選用 1.作為用于制造生產(chǎn)樣板的過渡樣板； 2.檢修和復(fù)制生產(chǎn)樣板 毛坯準(zhǔn)備毛坯準(zhǔn)備 移形移形 外形的加工外形的加工 刻線、鉆孔、打標(biāo)記符號(hào)刻線、鉆孔、打標(biāo)記符號(hào) 檢驗(yàn)與噴漆檢驗(yàn)與噴漆 基本樣板紅色 生產(chǎn)樣板黑色 夾具樣板深綠色

17、 標(biāo)準(zhǔn)樣件和局部模型標(biāo)準(zhǔn)樣件和局部模型 是部件、零件的真實(shí)外形實(shí)樣 作用作用 制造工裝、檢驗(yàn)零件外形 分為兩大類分為兩大類 平面零件生產(chǎn)所使用的成套樣板 （框、肋類） 立體曲面零件所使用的成套樣板 平面零件生產(chǎn)所使用的成套樣板 外形樣板外形樣板 是制造和協(xié)調(diào)成套零件的樣板， 用于制造模具和檢驗(yàn)零件 內(nèi)形樣板內(nèi)形樣板 是用來制造與檢驗(yàn)成形模具的 樣板 展開樣板展開樣板 表達(dá)彎邊的平面零件或單曲度 零件展開后的毛坯形狀 毛料樣板毛料樣板 按照試驗(yàn)的展開毛料做成的樣板 立體曲面零件所使用的成套樣板 切面樣板切面樣板 用來表示雙曲面立體零件各 控制切面形狀的樣板 切面外形樣板 反切面外形樣板 切面內(nèi)形

18、樣板 反切面內(nèi)形樣板 切面內(nèi)形切面內(nèi)形 切面外形切面外形 反切面內(nèi)形反切面內(nèi)形反切面外形反切面外形 切割鉆孔樣板切割鉆孔樣板 用來表示雙曲面立體零件各控 制切面形狀的樣板 夾具樣板夾具樣板 是專供制造標(biāo)準(zhǔn)樣件及裝配夾 具用的樣板 模線樣板工作法最初應(yīng)用于造船工模線樣板工作法最初應(yīng)用于造船工 業(yè)，二十世紀(jì)二十年代后期，引入航空業(yè)，二十世紀(jì)二十年代后期，引入航空 工業(yè)，且后來居上，經(jīng)過三十年左右的工業(yè)，且后來居上，經(jīng)過三十年左右的 改進(jìn)與充實(shí)，這一方法發(fā)展到更加完備改進(jìn)與充實(shí)，這一方法發(fā)展到更加完備 也更加復(fù)雜的境界。以致一架新機(jī)誕生也更加復(fù)雜的境界。以致一架新機(jī)誕生 之前，在繪制模線和加工樣板方面竟要之前，在繪制模線和加工樣板方面竟要 花費(fèi)十幾萬個(gè)工時(shí)，并消耗一百幾十噸花費(fèi)十幾萬個(gè)工時(shí)，并消耗一百幾十噸 的鋼板，從而大大增加了生產(chǎn)準(zhǔn)備的工的鋼板，從而大大增加了生產(chǎn)準(zhǔn)備的工 作量。作量。 老的模線樣板工作法的改進(jìn)，需要具備老的模線樣板工作法的改進(jìn)，需要具備 以下條件：以下條件： 全機(jī)數(shù)學(xué)模型的建立全機(jī)數(shù)學(xué)模型的建立 計(jì)算機(jī)與數(shù)控技術(shù)的發(fā)展計(jì)算機(jī)與數(shù)控技術(shù)的發(fā)展 尺寸穩(wěn)