飛機(jī)制造中的尺寸傳遞體系及其實(shí)現(xiàn)幻燈片

1、第二章 飛機(jī)制造中的尺寸傳遞體系及其實(shí)現(xiàn)1 由傳統(tǒng)的飛機(jī)制造模式可知，由于飛機(jī)產(chǎn)品的特殊性，飛機(jī)制造技術(shù)及其過(guò)程與一般的機(jī)械制造有著明顯的不同，有自己的獨(dú)特之處。其中關(guān)鍵之一是，如何保證通過(guò)種種環(huán)節(jié)制造出來(lái)的飛機(jī)，其幾何形狀和尺寸是設(shè)計(jì)人員所需要的，不僅使飛機(jī)能順利地裝配出來(lái)，而且能滿(mǎn)足使用和維護(hù)的需要。怎樣使圖紙上飛機(jī)的幾何形狀和尺寸能正確無(wú)誤地傳遞到最后的產(chǎn)品上，且其零件、部件是互換協(xié)調(diào)的，這就是制造工程的任務(wù)。因此，需要技術(shù)人員采取一系列技術(shù)措施來(lái)保證這一任務(wù)的實(shí)現(xiàn)。第二章 飛機(jī)制造中的尺寸傳 遞體系及其實(shí)現(xiàn)2 2.1 飛機(jī)制造的互換和協(xié)調(diào) 2.1.1 互換和協(xié)調(diào)的基本概念 飛機(jī)制造中的

2、互換性(即完全互換性)是指，相互配合的飛機(jī)結(jié)構(gòu)單元(部件、組件或零件)在分別制造后進(jìn)行裝配或安裝時(shí)，除設(shè)計(jì)規(guī)定的調(diào)整外，不需選配和補(bǔ)充加工(如切割、銼銑、鉆鉸、敲修等)，即能滿(mǎn)足所有幾何尺寸、形位參數(shù)和物理功能上的要求。飛機(jī)制造中的互換性包括幾何形狀互換性和物理功能互換性?xún)蓚€(gè)方面的內(nèi)容。它是由飛機(jī)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)上的特點(diǎn)所決定的?；Q性只是對(duì)同一飛機(jī)結(jié)構(gòu)單元而言的。3 2.1 飛機(jī)制造的互換和協(xié)調(diào) 2.1.1 互換和協(xié)調(diào)的基本概念 協(xié)調(diào)性則是指，兩個(gè)或多個(gè)相互配合或?qū)拥娘w機(jī)結(jié)構(gòu)單元之間、飛機(jī)結(jié)構(gòu)單元與它們的工藝裝備之間、成套的工藝裝備之間，配合尺寸和形狀的一致性程度。一致性程度越高，則其協(xié)調(diào)性越好

3、，協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度越高。協(xié)調(diào)性?xún)H指幾何參數(shù)而言。 應(yīng)當(dāng)指出：不應(yīng)把保證飛機(jī)制造中的互換性和協(xié)調(diào)性與追求高準(zhǔn)確度(即實(shí)際尺寸與設(shè)計(jì)尺寸的一致程度)混為一談。例如，對(duì)有足夠設(shè)計(jì)補(bǔ)償和無(wú)設(shè)計(jì)補(bǔ)償?shù)膬煞N設(shè)計(jì)分離面，在其制造準(zhǔn)確度相同時(shí)，前者能毫無(wú)困難地達(dá)到互換和協(xié)調(diào)要求，而后者則不能。對(duì)工藝分離面也是如此。4 2.1 飛機(jī)制造的互換和協(xié)調(diào) 2.1.1 互換和協(xié)調(diào)的基本概念 飛機(jī)結(jié)構(gòu)單元的互換性按性質(zhì)可分為兩種：一種是使用互換性，另一種是生產(chǎn)互換性(或稱(chēng)為裝配互換性)。 使用互換性是指，為了保證飛機(jī)的正常使用，對(duì)在使用中可能損壞的機(jī)體部件、組合件(如機(jī)翼、尾翼、活動(dòng)面、各種艙門(mén)、口蓋等)或成品件(如發(fā)動(dòng)機(jī)、特

4、種設(shè)備、儀表、油箱等)，要求具有不經(jīng)挑選和補(bǔ)充加工就能更換，并在更換后不影響飛機(jī)使用性能的特性。 飛機(jī)上的成品件雖然裝在機(jī)體上，但不是飛機(jī)制造廠本身所生產(chǎn)的；因此，對(duì)機(jī)體和成品件的互換性又稱(chēng)為外部互換性，對(duì)機(jī)體內(nèi)各結(jié)構(gòu)單元的互換性稱(chēng)為內(nèi)部互換性。5 2.1 飛機(jī)制造的互換和協(xié)調(diào) 2.1.1 互換和協(xié)調(diào)的基本概念 生產(chǎn)互換性是指，為了保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，對(duì)飛機(jī)的零件、裝配件、段件和部件在裝配或?qū)訒r(shí)，不經(jīng)挑選或修配就能滿(mǎn)足裝配或?qū)右蠖挥绊懏a(chǎn)品裝配質(zhì)量的特性。要求具有生產(chǎn)互換性的范圍比使用互換性的范圍要廣得多。 這里需要強(qiáng)調(diào)的是互換性與協(xié)調(diào)性的關(guān)系，即協(xié)調(diào)性是保證互換性的必要條件。只有在解決

5、了結(jié)構(gòu)元件之間協(xié)調(diào)性的基礎(chǔ)上，才有條件全面深入地解決互換性問(wèn)題。而達(dá)到了協(xié)調(diào)性的結(jié)構(gòu)元件，并非都具有互換性；達(dá)到了互換性的結(jié)構(gòu)元件，則必然具有協(xié)調(diào)性。鑒于上述聯(lián)系，在飛機(jī)制造中，通常把這兩個(gè)不同概念的術(shù)語(yǔ)合稱(chēng)為互換協(xié)調(diào)。62.1 飛機(jī)制造的互換和協(xié)調(diào)2.1.2 飛機(jī)制造中的互換要求1氣動(dòng)力外形的互換要求 氣動(dòng)力外形的互換是飛機(jī)產(chǎn)品的特殊要求，因?yàn)闅鈩?dòng)力性能是評(píng)價(jià)飛機(jī)產(chǎn)品性能的一個(gè)極為主要的內(nèi)容。而飛機(jī)的大部分零件都是與氣動(dòng)外形有關(guān)的，有的是直接構(gòu)成飛機(jī)的外形，有的是通過(guò)與其他零件裝配后對(duì)飛機(jī)的氣動(dòng)外形產(chǎn)生影響。 氣動(dòng)力外形的互換包括兩個(gè)內(nèi)容：一是組合件和部件本身的氣動(dòng)力外形達(dá)到互換要求；二是組

6、合件、部件安裝在飛機(jī)上后，達(dá)到與相鄰組合件和部件相對(duì)位置的技術(shù)要求。例如，當(dāng)機(jī)翼部件在總裝時(shí)，或在使用中因損壞而更換時(shí)，用任一機(jī)翼裝上飛機(jī)后，飛機(jī)的上反角、安裝角和后掠角等有關(guān)相對(duì)位置的幾何參數(shù)，也應(yīng)完全符合技術(shù)條件的要求。72.1 飛機(jī)制造的互換和協(xié)調(diào)2.1.2 飛機(jī)制造中的互換要求 2部件對(duì)接接頭的互換要求 要求互換的組合件或部件，在與相鄰的組合件或部件相對(duì)接時(shí)，應(yīng)當(dāng)不需要任何修配或補(bǔ)充加工即能接合在一起，而且對(duì)接后能達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求。 因?yàn)轱w機(jī)各部分之間往往采用空間多點(diǎn)的復(fù)雜連接形式，所以，保證互換要求也需要采用一些特殊的方法。現(xiàn)以某機(jī)的中翼和外翼對(duì)接為例，介紹它們對(duì)對(duì)接的要求，包括：

7、 對(duì)接接頭叉耳間的配合要求和對(duì)接螺栓孔的同心度要求； 對(duì)接處蒙皮對(duì)縫的間隙要求； 對(duì)接處兩個(gè)部件端面的切面外形的吻合性要求； 兩個(gè)部件內(nèi)各種導(dǎo)管、電纜等在對(duì)接面處連接的技術(shù)要求。82.1 飛機(jī)制造的互換和協(xié)調(diào)2.1.2 飛機(jī)制造中的互換要求3強(qiáng)度互換要求 對(duì)于零件、組合件和部件，它們的物理機(jī)械性能和加工尺寸應(yīng)保持在一定的誤差范圍內(nèi)，以保證產(chǎn)品的強(qiáng)度和使用可靠性。 4重量(包括重心)互換要求 飛機(jī)的重量及重心對(duì)飛機(jī)的性能有重要影響，因此，要求生產(chǎn)出的組合件和部件的重量及重心應(yīng)符合技術(shù)條件的規(guī)定。92.1 飛機(jī)制造的互換和協(xié)調(diào) 2.1.3保證互換性的意義 在飛機(jī)制造中，當(dāng)飛機(jī)的零件、組合件、段件和

8、部件具有生產(chǎn)和使用互換性時(shí)，不但可以減少裝配和對(duì)接時(shí)的修配工作量，節(jié)省大量工時(shí)，縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，有利于組織有節(jié)奏的批量生產(chǎn)，而且可避免出現(xiàn)由于強(qiáng)迫裝配而產(chǎn)生的裝配變形，以及飛機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生的裝配殘余應(yīng)力和局部應(yīng)力的集中(這種集中對(duì)飛機(jī)的使用壽命和安全有害)。同時(shí)，當(dāng)飛機(jī)某個(gè)零件、組合件、段件或部件在使用中被損壞后，能用備件迅速更換，不會(huì)由于局部的損壞而影響飛機(jī)的正常使用，從而可延長(zhǎng)飛機(jī)的使用壽命，保證飛機(jī)的使用性能。因此，保證飛機(jī)零件、部件生產(chǎn)和使用的互換性，對(duì)飛機(jī)的制造和使用都有重要意義。102.1 飛機(jī)制造的互換和協(xié)調(diào) 2.1.3保證互換性的意義 但是，飛機(jī)機(jī)體的結(jié)構(gòu)和形狀都很復(fù)

9、雜，并且零件的數(shù)量多、尺寸大、剛性小，容易產(chǎn)生變形；在飛機(jī)制造過(guò)程中工藝流程長(zhǎng)，所用工藝裝備的種類(lèi)和數(shù)量繁多，產(chǎn)生誤差的環(huán)節(jié)多。因此，影響互換、協(xié)調(diào)的因素很多。然而，用戶(hù)日益要求提高產(chǎn)品的使用性能，制造中又要保證飛機(jī)結(jié)構(gòu)件具有協(xié)調(diào)和互換的高度準(zhǔn)確性。長(zhǎng)期以來(lái)保證互換、協(xié)調(diào)就成為飛機(jī)制造中的難點(diǎn)，也是飛機(jī)制造技術(shù)不同于一般機(jī)械制造技術(shù)的重要之處，這正是飛機(jī)制造技術(shù)的特點(diǎn)；因此,飛機(jī)制造的工程技術(shù)人員一直苦苦尋求提高飛機(jī)制造準(zhǔn)確度的各種方法和途徑。直到近幾年來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)字化技術(shù)的全面應(yīng)用，飛機(jī)制造技術(shù)中的互換協(xié)調(diào)問(wèn)題才得到較好的解決。112.1 飛機(jī)制造的互換和協(xié)調(diào) 2.1.3保證互

10、換性的意義 特別是波音公司在研制波音777和波音737 飛機(jī)過(guò)程中，采用了全數(shù)字化技術(shù)，不僅提高了飛機(jī)性能，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，而且大幅度地縮短了飛機(jī)的研制周期，降低了飛機(jī)制造成本，最大限度地滿(mǎn)足了客戶(hù)的要求。12 2.2 保證互換協(xié)調(diào)的 尺寸傳遞原理從保證飛機(jī)產(chǎn)品幾何準(zhǔn)確度的角度來(lái)看，產(chǎn)品的制造過(guò)程乃是將產(chǎn)品圖樣上的理論尺寸以最小的誤差傳遞到產(chǎn)品上去的過(guò)程。在采用傳統(tǒng)的飛機(jī)制造模式來(lái)制造薄壁結(jié)構(gòu)的飛機(jī)時(shí)，由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，大部分的結(jié)構(gòu)零件，特別是與外形有關(guān)的零件，多為尺寸大、剛性小、形伏和配合關(guān)系復(fù)雜、容易變形的鈑金零件和型材零件。13 2.2 保證互換協(xié)調(diào)的 尺寸傳遞原理2.2.1 保證協(xié)

11、調(diào)準(zhǔn)確度的基本方法無(wú)論是采用一般機(jī)器制造中的公差配合制度，還是采用模線(xiàn)樣板方法作為飛機(jī)制造中保證互換性的方法，產(chǎn)品互換性的基礎(chǔ)都是保證生產(chǎn)準(zhǔn)確度、制造準(zhǔn)確度和協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度。14 2.2 保證互換協(xié)調(diào)的 尺寸傳遞原理我們知道，制造任何一種零件，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)中通過(guò)一定的量具、工藝裝備(夾具、模具等)或機(jī)床而獲得的。在這一過(guò)程中，首先需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的尺度和量具，制造出生產(chǎn)過(guò)程中使用的各種測(cè)量工具或儀器；然后用它們制造各種工藝裝備；最后通過(guò)工藝裝備或機(jī)床來(lái)加工出工件的形狀和尺寸。由此可見(jiàn)，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程是尺寸的傳遞過(guò)程。2.2.1 保證協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度的基本

12、方法15 2.2 保證互換協(xié)調(diào)的 尺寸傳遞原理2.2.1 保證協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度的基本方法顯然，要使兩個(gè)相互配合零件的同名尺寸相互協(xié)調(diào)，它們的尺寸傳遞過(guò)程之間就必然存在一定的聯(lián)系。如圖2.1所示，零件A和B是要相互協(xié)調(diào)的。假定LA和LB是協(xié)調(diào)尺寸，則它們的形成經(jīng)過(guò)了許多次尺寸傳遞，其中有的是兩個(gè)尺寸公共的環(huán)節(jié)，有的是兩個(gè)尺寸各自的環(huán)節(jié)。后者將產(chǎn)生兩個(gè)尺寸的協(xié)調(diào)誤差 AB。 在生產(chǎn)中有3種不同原則來(lái)取得LA、LB兩個(gè)尺寸協(xié)調(diào)的過(guò)程，也即3種尺寸傳遞的過(guò)程：獨(dú)立制造原則、相互聯(lián)系原則和相互修配(或補(bǔ)償)原則。 下面詳細(xì)討論各種協(xié)調(diào)原則的原理和特點(diǎn)。16 2.2 保證互換協(xié)調(diào)的 尺寸傳遞原理 2.2.2 按

13、獨(dú)立制造原則進(jìn)行協(xié)調(diào)17 2.2 保證互換協(xié)調(diào)的 尺寸傳遞原理 2.2.2 按獨(dú)立制造原則進(jìn)行協(xié)調(diào)這種協(xié)調(diào)原則傳遞尺寸的過(guò)程如圖2.2所示。它是以標(biāo)準(zhǔn)尺上所定的原始尺寸來(lái)開(kāi)始尺寸傳遞的。對(duì)于LA和LB，原始尺寸是它們發(fā)生聯(lián)系的環(huán)節(jié)，被稱(chēng)為公共環(huán)節(jié)。在這里，尺寸傳遞過(guò)程中只有一個(gè)公共環(huán)節(jié)，以后的各個(gè)環(huán)節(jié)都是單獨(dú)進(jìn)行的，所以，稱(chēng)它為獨(dú)立制造原則。 18 2.2 保證互換協(xié)調(diào)的 尺寸傳遞原理2.2.1 保證協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度的基本方法 由此得出一個(gè)重要結(jié)論：對(duì)于相互配合的零件，當(dāng)按獨(dú)立制造原則對(duì)其進(jìn)行協(xié)調(diào)時(shí)，協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度實(shí)際上要低于各個(gè)零件本身的制造準(zhǔn)確度。 現(xiàn)以圖2.3所示的口蓋與蒙皮的協(xié)調(diào)為例，討論這種協(xié)

14、調(diào)原則的應(yīng)用。對(duì)口蓋與蒙皮開(kāi)口之間的間隙要求比較小，而且要均勻。但是，口蓋直徑D的偏差即使是幾毫米，且在使用上并不造成任何困難，也不會(huì)對(duì)飛機(jī)性能有任何影響。由此可見(jiàn)，對(duì)兩個(gè)零件協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度的要求比每個(gè)零件制造準(zhǔn)確度的要求要高。19 2.2 保證互換協(xié)調(diào)的 尺寸傳遞原理 2.2.3 按相互聯(lián)系原則進(jìn)行協(xié)調(diào) 按相互聯(lián)系原則傳遞尺寸的過(guò)程如圖2.5所示。當(dāng)零件按相互聯(lián)系制造原則進(jìn)行協(xié)調(diào)時(shí)，零件之間的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度只取決于各零件尺寸單獨(dú)傳遞的那些環(huán)節(jié)，而尺寸傳遞過(guò)程中公共環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確度，并不影響零件之間的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度。此時(shí)，制造誤差的方程式可寫(xiě)成下列形式。20 2.2 保證互換協(xié)調(diào)的 尺寸傳遞原理 2.2.3

15、按相互聯(lián)系原則進(jìn)行協(xié)調(diào) 從這里又得出一個(gè)重要結(jié)論：如果其他條件相同，那么當(dāng)采用獨(dú)立制造和相互聯(lián)系制造兩種不同的協(xié)調(diào)原則時(shí)，即使零件制造的準(zhǔn)確度相同，得到的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度也不同。按相互聯(lián)系制造原則能得到更高的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度。而且，在尺寸傳遞過(guò)程中，公共環(huán)節(jié)數(shù)量愈多，協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度也就愈高。21 2.2 保證互換協(xié)調(diào)的 尺寸傳遞原理 2.2.3 按相互聯(lián)系原則進(jìn)行協(xié)調(diào) 現(xiàn)仍以前面列舉的口蓋與蒙皮協(xié)調(diào)為例來(lái)說(shuō)明這種協(xié)調(diào)過(guò)程，如圖2.6所示。首先通過(guò)測(cè)量工具按圖紙上的設(shè)計(jì)尺寸加工出口蓋樣板。這塊樣板就作為加工口蓋和蒙皮的共同標(biāo)準(zhǔn)，即按樣板加工口蓋，按樣板在蒙皮上制出孔，此時(shí)，口蓋樣板加工的準(zhǔn)確度只影響零件的制造準(zhǔn)

16、確度，而不影響零件之間的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度。 22 2.2 保證互換協(xié)調(diào)的 尺寸傳遞原理 2.2.4 按相互修配原則進(jìn)行協(xié)調(diào) 按相互修配原則傳遞尺寸的過(guò)程如圖2.7所示，它的聯(lián)系系數(shù)K最大。在一般情況下，按這種協(xié)調(diào)原則比按相互聯(lián)系制造原則能夠達(dá)到更高的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度。此時(shí)，制造誤差的方程式也可寫(xiě)成下列形式： 協(xié)調(diào)誤差帶基本公式為 wAB=wm+123 2.2 保證互換協(xié)調(diào)的 尺寸傳遞原理2.2.5 3種尺寸傳遞原則的應(yīng)用上面討論了3種不同的協(xié)調(diào)原則(或尺寸傳遞體系)的基本原理和特點(diǎn)，本節(jié)則介紹它們?cè)陲w機(jī)制造中的應(yīng)用。 (1)根據(jù)飛機(jī)構(gòu)造和制造的特點(diǎn)，對(duì)于與氣動(dòng)外形有關(guān)的零件，要達(dá)到較高的制造準(zhǔn)確比較困難，

17、或者在經(jīng)濟(jì)上不合理。但是，為了保證互換，首先必須保證協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度。實(shí)際上，飛機(jī)生產(chǎn)中出現(xiàn)的大量問(wèn)題是協(xié)調(diào)方面的問(wèn)題。若采用獨(dú)立制造原則，為了達(dá)到協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度要求，就必須對(duì)零件的制造準(zhǔn)確度提出更高的要求。這一點(diǎn)用目前常規(guī)的制造方法是難以到的。 24 2.2 保證互換協(xié)調(diào)的 尺寸傳遞原理2.2.5 3種尺寸傳遞原則的應(yīng)用 (2)對(duì)形狀復(fù)雜的零件采用相互聯(lián)系制造原則。在制造過(guò)程中，將那些技術(shù)難度大、制準(zhǔn)確度不可能達(dá)到很高的環(huán)節(jié)，作為尺寸傳遞的公共環(huán)節(jié)，這樣就能顯著地提高零件之間的調(diào)準(zhǔn)確度。由于飛機(jī)構(gòu)造上的特點(diǎn)，采用這種原則來(lái)保證協(xié)調(diào)具有特別重要的現(xiàn)實(shí)意義。而立制造原則僅適用于那些形狀比較簡(jiǎn)單的零件，例如

18、起落架、操縱系統(tǒng)等機(jī)械加工類(lèi)零件。25 2.2 保證互換協(xié)調(diào)的 尺寸傳遞原理2.2.5 3種尺寸傳遞原則的應(yīng)用(3)采用獨(dú)立制造原則便于組織生產(chǎn)，能夠平行、獨(dú)立地制造零件、組合件或部件以及種工藝裝備，故擴(kuò)大了制造工作面。這有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備期，也便于開(kāi)展廣泛的協(xié)作。而采用相互聯(lián)系制造原則時(shí)，生產(chǎn)中所用的工藝裝備都必須按一定的協(xié)調(diào)關(guān)系依次制造，顯然使生產(chǎn)準(zhǔn)備期拖長(zhǎng)。 26 2.2 保證互換協(xié)調(diào)的 尺寸傳遞原理2.2.5 3種尺寸傳遞原則的應(yīng)用 (4)按相互修配原則進(jìn)行協(xié)調(diào)，雖然能夠保證零件之間有很好的協(xié)調(diào)性，但不能滿(mǎn)足零件互換性的要求。而且修配勞動(dòng)量大，裝配周期長(zhǎng)。只有當(dāng)其他協(xié)調(diào)原則在技術(shù)上和經(jīng)

19、濟(jì)上都不合理，而且不要求零件具有互換性時(shí)，才采用這一協(xié)調(diào)原則。一般在飛機(jī)成批生產(chǎn)中都盡量少用該協(xié)調(diào)原則，而在飛機(jī)試制中應(yīng)用較多。27 2.2 保證互換協(xié)調(diào)的 尺寸傳遞原理2.2.5 3種尺寸傳遞原則的應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)的迅速發(fā)展，即數(shù)字化產(chǎn)品定義的逐步推廣，為在飛機(jī)制造中廣泛采用獨(dú)立制造原則創(chuàng)造了條件。飛機(jī)的外形可以通過(guò)建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型來(lái)準(zhǔn)確地加以描述，飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的幾何形狀和尺寸也可以準(zhǔn)確地存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)。在此基礎(chǔ)上，產(chǎn)品的幾何信息就直接傳遞給計(jì)算機(jī)繪圖設(shè)備和數(shù)控加工設(shè)備，以輸出圖形和進(jìn)行加工。這樣，機(jī)械加工零件、成形模具以及與外形有關(guān)的工藝定位件等工藝裝備，可以達(dá)到很高

20、的制造準(zhǔn)確度。這不但保證了協(xié)調(diào)要求，還可能提高協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度。因此，隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)應(yīng)用的深入，飛機(jī)產(chǎn)品的全數(shù)字化定義有利于在飛機(jī)制造中實(shí)現(xiàn)獨(dú)立制造原則以及實(shí)施并行工程，這是飛機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展方向。28 2.3 典型的尺寸傳遞體系在飛機(jī)制造中，尺寸和形狀的傳遞過(guò)程可以歸納為3種方式，即按圖樣尺寸和公差傳遞、按模擬量傳遞和按數(shù)字量傳遞。29 2.3 典型的尺寸傳遞體系 2.3.1 對(duì)尺寸傳遞體系的設(shè)計(jì)要求第一章已經(jīng)提到，用模線(xiàn)樣板方法來(lái)協(xié)調(diào)產(chǎn)品的形狀和尺寸是傳統(tǒng)飛機(jī)制造中尺寸傳遞的特點(diǎn)。這個(gè)方法是基于產(chǎn)品相互聯(lián)系制造的原則，借助形狀和尺寸的專(zhuān)門(mén)實(shí)物樣件，從飛機(jī)圖紙傳遞形狀和尺寸

21、到所制造的零件和產(chǎn)品上。而在這個(gè)過(guò)程中，原始尺寸所形成的一些誤差，也伴隨著形狀和尺寸的傳遞而轉(zhuǎn)移。這些誤差的積累(相加或相減)最終體現(xiàn)到產(chǎn)品最后的形狀和尺寸上。由此可知，協(xié)調(diào)路線(xiàn)設(shè)計(jì)得如何會(huì)直接影響產(chǎn)品的制造準(zhǔn)確度和協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度。因此，對(duì)設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)路線(xiàn)提出的基本要求是：保證飛機(jī)零件、組合件、段件和部件的互換性，即保證它們主要的幾何參數(shù) 外形、接頭和分離面的互換性。30 2.3 典型的尺寸傳遞體系 2.3.1 對(duì)尺寸傳遞體系的設(shè)計(jì)要求 協(xié)調(diào)路線(xiàn)的設(shè)計(jì)受到產(chǎn)品的構(gòu)造、工藝特點(diǎn)和生產(chǎn)條件等諸因素的制約，但它應(yīng)該保證制造各階段中尺寸和形狀(特別是相配合表面)的制造準(zhǔn)確度和協(xié)調(diào)性。 設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)路線(xiàn)應(yīng)特別注意保

22、證基準(zhǔn)零件或組合件的準(zhǔn)確度。在裝配時(shí)，如果以蒙皮表面為基準(zhǔn)在裝配型架內(nèi)定位，那么必須保證制造蒙皮的工藝裝備和裝配型架能很好地協(xié)調(diào)；如果以零件骨架為基準(zhǔn)在裝配型架內(nèi)定位，則要注意零件骨架外形和裝配型架卡板能很好地協(xié)調(diào)；如果按裝配孔裝配，則必須保證制造基準(zhǔn)零件的工藝裝備之間的協(xié)調(diào)等。31 2.3 典型的尺寸傳遞體系 2.3.1 對(duì)尺寸傳遞體系的設(shè)計(jì)要求 同時(shí)，協(xié)調(diào)路線(xiàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足：從模線(xiàn)、樣板、工藝裝備直到零件的形狀和尺寸，其傳環(huán)節(jié)應(yīng)盡可能少，且這些環(huán)節(jié)的誤差量為最小，而其中公共環(huán)節(jié)的數(shù)量為最大。 在飛機(jī)生產(chǎn)中，以模線(xiàn)樣板為基礎(chǔ)的工件、工藝裝備以及它們之間在幾何形狀與尺寸上協(xié)調(diào)系統(tǒng)，可大致歸結(jié)為

23、模線(xiàn)樣板 標(biāo)準(zhǔn)樣件、模線(xiàn)樣板 局部標(biāo)準(zhǔn)樣件兩種典型的協(xié)調(diào)系統(tǒng)即兩種模擬量尺寸傳遞體系。此外，由于各工廠的技術(shù)條件、傳統(tǒng)習(xí)慣以及裝配方法不同，工件形狀與尺寸的協(xié)調(diào)過(guò)程也有些差別。32 2.3 典型的尺寸傳遞體系 2.3.2 模線(xiàn)樣板 標(biāo)準(zhǔn)樣件協(xié)調(diào)系統(tǒng) 模線(xiàn)樣板 標(biāo)準(zhǔn)樣件協(xié)調(diào)系統(tǒng)是一種適于成批生產(chǎn)小型飛機(jī)的協(xié)調(diào)系統(tǒng)。它的原始依據(jù)是模線(xiàn)樣板。根據(jù)樣板來(lái)制造安裝標(biāo)準(zhǔn)樣件，通過(guò)安裝標(biāo)準(zhǔn)樣件來(lái)制造裝配型架。也可以直接用樣板安裝一些平面組合件的裝配夾具。安裝標(biāo)準(zhǔn)樣件可以造成組合式的、分別用于制造各有關(guān)工件的裝配夾具。也可以單獨(dú)制造組合件標(biāo)準(zhǔn)樣件，但須經(jīng)過(guò)部件反標(biāo)準(zhǔn)樣件協(xié)調(diào)。33 2.3 典型的尺寸傳遞體系

24、2.3.2 模線(xiàn)樣板 標(biāo)準(zhǔn)樣件協(xié)調(diào)系統(tǒng) 零件生產(chǎn)工藝裝備的制造依據(jù)隨零件形狀的類(lèi)型而異。對(duì)于平面彎曲零件或單曲度的零件和板件，它們的形狀和尺寸是通過(guò)取自理論模線(xiàn)和結(jié)構(gòu)模線(xiàn)的成套生產(chǎn)樣板來(lái)協(xié)調(diào)的，并用這些樣板來(lái)制造與檢驗(yàn)零件和工藝裝備(如成形?；蛐吞?。 這種協(xié)調(diào)依據(jù)保證了具有復(fù)雜曲面外形的飛機(jī)零件之間的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度。因此，對(duì)于雙曲度零件，則通過(guò)切面樣板制造的外形標(biāo)準(zhǔn)樣件來(lái)協(xié)調(diào)。這類(lèi)零件的成形模具(例如制造蒙皮的拉伸模)是經(jīng)過(guò)由外形樣件制造的過(guò)渡模而翻制成的。由于引用了外形標(biāo)準(zhǔn)樣件，從而解決了用平面樣板無(wú)法解決的復(fù)雜空間表面外形的協(xié)調(diào)問(wèn)題。這不僅保證了零件工藝裝備之間的協(xié)調(diào)，還保證了零件工藝裝備與

25、裝配工藝裝備之間的協(xié)調(diào)。34 2.3 典型的尺寸傳遞體系 2.3.2 模線(xiàn)樣板 標(biāo)準(zhǔn)樣件協(xié)調(diào)系統(tǒng)該協(xié)調(diào)系統(tǒng)有以下特點(diǎn)： 對(duì)復(fù)雜型面使用外形標(biāo)準(zhǔn)樣件來(lái)協(xié)調(diào)，這提高了零件的協(xié)調(diào)性； 在生產(chǎn)中出現(xiàn)不協(xié)調(diào)問(wèn)題時(shí)，檢查方便、直觀。 但是，制造標(biāo)準(zhǔn)樣件的周期長(zhǎng)，技術(shù)要求高，所需費(fèi)用多。例如，我國(guó)20世紀(jì)60年代代初的殲-6全機(jī)標(biāo)準(zhǔn)樣件的制造費(fèi)用當(dāng)時(shí)為3 000萬(wàn)元，現(xiàn)在制造這種樣件可能需要幾億元。而對(duì)于大、中型飛機(jī)，制造標(biāo)準(zhǔn)樣件還存在種種問(wèn)題。因此，現(xiàn)在這個(gè)協(xié)調(diào)路線(xiàn)已不適用。35 2.3 典型的尺寸傳遞體系2.3.3 模線(xiàn)樣板 局部標(biāo)準(zhǔn)樣件協(xié)調(diào)系統(tǒng) 模線(xiàn)樣板 局部標(biāo)準(zhǔn)樣件協(xié)調(diào)系統(tǒng)是當(dāng)前飛機(jī)生產(chǎn)中常用的一種

26、協(xié)調(diào)系統(tǒng)。它采用型架裝配機(jī)、劃線(xiàn)鉆孔臺(tái)和光學(xué)儀器等通用工具，并附加平面樣板和局部標(biāo)準(zhǔn)樣件作為協(xié)調(diào)全部工藝裝備的依據(jù)。在裝配型架的安裝中，由于使用光學(xué)儀器，進(jìn)而發(fā)展到使用激光準(zhǔn)直儀，大大提高了裝配型架安裝的準(zhǔn)確度。因此，這個(gè)協(xié)調(diào)系統(tǒng)雖然不用大尺寸的安裝標(biāo)準(zhǔn)樣件，而在裝配工藝裝備之間仍然可以獲得較好的協(xié)調(diào)性。36 2.3 典型的尺寸傳遞體系2.3.4 以飛機(jī)外形的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)系統(tǒng) 數(shù)字量尺寸傳遞體系在飛機(jī)制造中，過(guò)去傳統(tǒng)方式采用的是模線(xiàn)樣板 局部標(biāo)準(zhǔn)樣件協(xié)調(diào)系統(tǒng)。它的特點(diǎn)是：采用相互聯(lián)系的制造方法，在制造過(guò)程中通過(guò)實(shí)物的模擬量(模線(xiàn)、樣板、標(biāo)準(zhǔn)樣件)來(lái)傳遞產(chǎn)品的形狀和尺寸，以達(dá)到生產(chǎn)工藝裝

27、備之間的協(xié)調(diào)性和零件、裝配件和部件的互換性。37 2.4 模線(xiàn)樣板技術(shù)2.4.1 模線(xiàn)樣板技術(shù)的內(nèi)容和作用飛機(jī)必須具有光滑流線(xiàn)且合乎氣動(dòng)力學(xué)要求的幾何形狀，其大量零件具有與氣動(dòng)力外形有關(guān)的曲線(xiàn)或曲面外形，且要求互相協(xié)調(diào)。同時(shí)，飛機(jī)零件大部分用板材制造，其尺寸較大，剛度差，不便用通用量具來(lái)度量其外形尺寸。因此，在飛機(jī)制造中必須采用一種與一般機(jī)器制造業(yè)不同的技術(shù) 模線(xiàn)樣板技術(shù)，以保證制造出的各種工藝裝備和零件互相協(xié)調(diào)，并能順利進(jìn)行裝配，制造出符合設(shè)計(jì)要求的飛機(jī)。38 2.4 模線(xiàn)樣板技術(shù)2.4.1 模線(xiàn)樣板技術(shù)的內(nèi)容和作用 模線(xiàn)技術(shù)起源于造船工業(yè)，20世紀(jì)40年代已傳入飛機(jī)制造業(yè)中。隨著飛機(jī)性能的

28、提高，其結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，對(duì)氣動(dòng)力外形的精度要求也愈來(lái)愈高。同時(shí)，由于新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備的出現(xiàn)，模線(xiàn)樣板技術(shù)也不斷發(fā)展?，F(xiàn)今飛機(jī)制造業(yè)中的模線(xiàn)樣板技術(shù)不論在規(guī)模上，還是在技術(shù)程度上，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了以往用于造船工業(yè)中的模線(xiàn)技術(shù)。39 2.4 模線(xiàn)樣板技術(shù)2.4.1 模線(xiàn)樣板技術(shù)的內(nèi)容和作用模線(xiàn)樣板技術(shù)包括模線(xiàn)和樣板兩部分內(nèi)容。模線(xiàn)是由模線(xiàn)設(shè)計(jì)員根據(jù)設(shè)計(jì)所發(fā)出的圖紙而繪制的圖樣；樣板則是按照模線(xiàn)或數(shù)據(jù)而加工成的專(zhuān)用量具。模線(xiàn)通常又分成理論模線(xiàn)和結(jié)構(gòu)模線(xiàn)兩大類(lèi)。理論模線(xiàn)按飛機(jī)理論圖繪制。它表示飛機(jī)部件的理論外形(氣動(dòng)力外形)和各種軸線(xiàn)(坐標(biāo)基準(zhǔn)線(xiàn)和各種結(jié)構(gòu)軸線(xiàn))，主要用于繪制結(jié)構(gòu)模線(xiàn)時(shí)確定理論外形和各

29、種軸線(xiàn)，也供加工樣板用。它是飛機(jī)外形的原始依據(jù)。結(jié)構(gòu)模線(xiàn)是根據(jù)設(shè)計(jì)所發(fā)出的結(jié)構(gòu)圖來(lái)繪制的，主要用于加工各種樣板。結(jié)構(gòu)模線(xiàn)的繪制過(guò)程也是對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)的驗(yàn)證過(guò)程。由此可知，模線(xiàn)樣板是傳統(tǒng)飛機(jī)制造技術(shù)中尺寸傳遞的主要方法。40 2.4 模線(xiàn)樣板技術(shù)2.4.2 我國(guó)模線(xiàn)樣板技術(shù)的發(fā)展我國(guó)的模線(xiàn)樣板技術(shù)是隨著航空工業(yè)的建立而發(fā)展起來(lái)的，至今已有約40年的歷史，其間大致經(jīng)歷了4個(gè)發(fā)展階段。 第1階段：1952 年。各飛機(jī)廠剛剛組建模線(xiàn)樣板車(chē)間，開(kāi)始用手工計(jì)算和幾何作圖來(lái)繪制模線(xiàn)，采用噴漆的鋼板作為圖板，用鋼針畫(huà)線(xiàn)，手工移形。41 2.4 模線(xiàn)樣板技術(shù)2.4.2 我國(guó)模線(xiàn)樣板技術(shù)的發(fā)展第2階段：19591

30、963年。開(kāi)始應(yīng)用二次曲線(xiàn)等解析計(jì)算法來(lái)計(jì)算飛機(jī)理論外形，應(yīng)用畫(huà)線(xiàn)鉆孔臺(tái)來(lái)鉆制圖板和樣板上的基準(zhǔn)孔以及畫(huà)基準(zhǔn)線(xiàn)，提高了理論模線(xiàn)的繪制精度以及外形檢驗(yàn)樣板(結(jié)構(gòu)模線(xiàn))、樣件樣板、夾具樣板等的制造和定位精度。42 2.4 模線(xiàn)樣板技術(shù)2.4.2 我國(guó)模線(xiàn)樣板技術(shù)的發(fā)展 第3階段：1964 年。開(kāi)始應(yīng)用聚酯薄膜繪制模線(xiàn)，并應(yīng)用接觸曬相法復(fù)制模線(xiàn)和移形，提高了模線(xiàn)和樣板的移形精度和樣板的生產(chǎn)效率。 第4階段：從20世紀(jì)70年代初開(kāi)始至今。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展起來(lái)的CAD/CAM技術(shù)的引入，對(duì)傳統(tǒng)的模線(xiàn)樣板技術(shù)產(chǎn)生了并將繼續(xù)產(chǎn)生重大影響。 近幾年來(lái)，我國(guó)各飛機(jī)制造廠都引進(jìn)或自行開(kāi)發(fā)了幾何建模和圖形繪制軟件

31、，并在不同范圍內(nèi)、不同程度上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化數(shù)控繪制模線(xiàn)，較大地提高了模線(xiàn)的繪制精度和效率，使模線(xiàn)設(shè)計(jì)員基本上擺脫了傳統(tǒng)的手工作業(yè)方式。43 2.4 模線(xiàn)樣板技術(shù)2.4.2 我國(guó)模線(xiàn)樣板技術(shù)的發(fā)展數(shù)控繪圖機(jī)保證了模線(xiàn)繪制的重復(fù)精度，并可以對(duì)稱(chēng)或重復(fù)繪制模線(xiàn)，減少了用于移形的標(biāo)準(zhǔn)樣板，擴(kuò)大了樣板制造的平行工作面，提高了樣板的制造效率。 CAD技術(shù)的發(fā)展使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)和模線(xiàn)設(shè)計(jì)正在逐步靠攏。在新機(jī)研制中，已廣泛采用統(tǒng)一的飛機(jī)外形數(shù)學(xué)模型。模線(xiàn)CAD數(shù)據(jù)庫(kù)已愈來(lái)愈多地為數(shù)控加工和數(shù)控測(cè)量提供各類(lèi)數(shù)據(jù)。模線(xiàn)設(shè)計(jì)已可直接調(diào)用產(chǎn)品設(shè)計(jì)的圖形信息。國(guó)際上廣為流行的無(wú)尺寸圖技術(shù)(即圖紙模線(xiàn)合一)正逐步為人們所重視，

32、在我國(guó)設(shè)計(jì)無(wú)尺寸圖的技術(shù)和條件已逐步成熟。隨著CAD技術(shù)的進(jìn)步，模線(xiàn)樣板技術(shù)正迎來(lái)一個(gè)新的發(fā)展階段。44 2.4 模線(xiàn)樣板技術(shù)2.4.3 理論模線(xiàn)按照飛機(jī)理論圖紙和飛機(jī)工藝要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，以飛機(jī)部件、組件的理論外形和結(jié)構(gòu)軸線(xiàn)為主要繪制內(nèi)容，以1:1的比例精確地畫(huà)在金屬平板或聚酯薄膜上的圖樣，被稱(chēng)為飛機(jī)理論模線(xiàn)。45 2.4 模線(xiàn)樣板技術(shù)2.4.4 結(jié)構(gòu)模線(xiàn)2.4.4.1 結(jié)構(gòu)模線(xiàn)的作用結(jié)構(gòu)模線(xiàn)是對(duì)飛機(jī)部件某個(gè)切面按1:1比例繪制的結(jié)構(gòu)裝配圖。在結(jié)構(gòu)模線(xiàn)上繪制的內(nèi)容有設(shè)計(jì)基準(zhǔn)線(xiàn)，以及該切面上全部零件的外形和所在位置。結(jié)構(gòu)模線(xiàn)上的切面外形線(xiàn)是從理論模線(xiàn)復(fù)制來(lái)的，或者可按理論模線(xiàn)加工出部件某個(gè)切面的真

33、實(shí)外形；因而，結(jié)構(gòu)模線(xiàn)也稱(chēng)之為外形檢驗(yàn)樣板。同時(shí)，在該切面外形線(xiàn)內(nèi)劃出結(jié)構(gòu)裝配圖。46 2.4 模線(xiàn)樣板技術(shù)2.4.4 結(jié)構(gòu)模線(xiàn)2.4.4.2 結(jié)構(gòu)模線(xiàn)的繪制要求在飛機(jī)部件的結(jié)構(gòu)模線(xiàn)上，畫(huà)有部件的各主要切面的結(jié)構(gòu)，例如機(jī)翼或尾翼的大梁切面、各翼肋切面和機(jī)身隔框切面等。為了協(xié)調(diào)每個(gè)切面上的全部結(jié)構(gòu)，對(duì)一個(gè)切面上的結(jié)構(gòu)不分開(kāi)繪制。另外，由于結(jié)構(gòu)模線(xiàn)是按1:1比例畫(huà)出的，因而無(wú)須加注尺寸。而且對(duì)零件形狀一般不取剖面圖，而是通過(guò)各種符號(hào)來(lái)表示，例如零件彎邊高度和角度、減輕孔的形狀和加強(qiáng)梗的形狀等。同時(shí)，為了保證零件與裝配件尺寸協(xié)調(diào)，在結(jié)構(gòu)模線(xiàn)上還繪制各種工藝孔，如基準(zhǔn)孔、定位孔、導(dǎo)孔等。如圖2.17所

34、示結(jié)構(gòu)模線(xiàn)的主要結(jié)構(gòu)軸線(xiàn)位置、外形線(xiàn)和角度等的繪制公差要求與理論模線(xiàn)相同。47 2.4 模線(xiàn)樣板技術(shù)2.4.4 結(jié)構(gòu)模線(xiàn)2.4.4.3 結(jié)構(gòu)模線(xiàn)的繪制方法 1.金屬圖板結(jié)構(gòu)模線(xiàn) 金屬圖板結(jié)構(gòu)模線(xiàn)可分為不加工出外形和加工出外形兩種。加工出外形的結(jié)構(gòu)模線(xiàn)通常蔓稱(chēng)為外形檢驗(yàn)樣板，簡(jiǎn)稱(chēng)外檢，如圖2.17所示。這種樣板屬于基本樣板，是制造生產(chǎn)樣板的依據(jù)。 2明膠板結(jié)構(gòu)模線(xiàn) 近年來(lái)，由于采用了明膠板結(jié)構(gòu)模線(xiàn)，也稱(chēng)PCM(Photo Contact Master)圖，使模線(xiàn)移形與繪制的方法有了較大變化。這種方法的實(shí)質(zhì)是：將結(jié)構(gòu)模線(xiàn)上的理論外形和主要結(jié)構(gòu)軸線(xiàn)，直接通過(guò)正像反射法(將透明膠板聚酯薄膜的一面涂上感

35、光劑，把它復(fù)貼在理論模線(xiàn)圖上，然后用光線(xiàn)照射，再進(jìn)行顯影)，從理論模線(xiàn)圖板上移形過(guò)來(lái)。這種方法改變了直接按坐標(biāo)數(shù)據(jù)或用描圖紙描繪的舊方法。同時(shí)，將畫(huà)在明膠板上的全部結(jié)構(gòu)模線(xiàn)用接觸照相法曬在金屬圖板一般用鋁板)上。這種圖板被稱(chēng)為照相圖板。照相圖板用于制造和檢驗(yàn)樣板。明膠板上的模線(xiàn)則起底圖作用，不直接用于生產(chǎn)。 48 2.4 模線(xiàn)樣板技術(shù)2.4.4 結(jié)構(gòu)模線(xiàn)2.4.4.3 結(jié)構(gòu)模線(xiàn)的繪制方法 3結(jié)構(gòu)模線(xiàn)上的各種工藝孔 在保證零件和裝配件的尺寸協(xié)調(diào)方面，樣板上的工藝孔起著非常重要的作用。它們?cè)谥圃旃に囇b備以及裝配過(guò)程中是主要的工藝基準(zhǔn)，或是在零件上鉆孔的依據(jù)。49 2.4 模線(xiàn)樣板技術(shù)2.4.5 常

36、用樣板 樣板是一種平面量具，是加工和檢驗(yàn)帶曲面外形的零件、裝配件和相應(yīng)工藝裝備的依據(jù)。飛機(jī)制造中所用樣板的主要特點(diǎn)是它們之間必須相互協(xié)調(diào)。因?yàn)樵谶@里樣板起著制造、協(xié)調(diào)、檢驗(yàn)零件和工藝裝備的作用，因此，要求樣板之間有著相互協(xié)調(diào)的關(guān)系。生產(chǎn)中使用的樣果種類(lèi)繁多?，F(xiàn)將幾種最常用的樣板分述如下。50 2.4 模線(xiàn)樣板技術(shù)2.4.5 常用樣板 2.4.5.1 外形樣板外形樣板通過(guò)樣板的外廓邊緣線(xiàn)和樣板上的標(biāo)記符號(hào)來(lái)表示出整個(gè)零件的形狀。對(duì)于無(wú)彎邊的平板零件，樣板的外緣就是零件的外廓形狀；對(duì)于有彎邊的零件，樣板外緣是零件彎邊處外形交叉線(xiàn)所形成的輪廓線(xiàn)，如圖2.19(a)和(b)所示；對(duì)于雙彎邊零件，外形樣

37、板的外緣與零件的外形關(guān)系如圖2.19(c)所示。零件的彎邊在樣板上的標(biāo)記如彎邊15上r3，這說(shuō)明該零件彎邊高度為15mm，彎邊方向向上，彎曲半徑為3mm，彎邊角度為90*。51 2.4 模線(xiàn)樣板技術(shù)2.4.5 常用樣板2.4.5.2 內(nèi)形樣板 內(nèi)形樣板是零件成形模的制造依據(jù)，也是檢驗(yàn)零件成形模的樣板。 內(nèi)形樣板的外緣是由零件彎邊外、內(nèi)形交叉線(xiàn)所構(gòu)成的曲線(xiàn)。內(nèi)形樣板與外形樣板之間外緣位置的差值為s，52 2.4 模線(xiàn)樣板技術(shù)2.4.5 常用樣板2.4.5.3 展開(kāi)樣板 對(duì)于彎邊線(xiàn)為直線(xiàn)的零件，其毛料尺寸可以通過(guò)直接計(jì)算得到。對(duì)于彎邊線(xiàn)為曲線(xiàn)的零件，也可以根據(jù)彎角大小、彎曲半徑、彎邊高度等把零件的

38、展開(kāi)尺寸大致地計(jì)算出來(lái)，求得零件展開(kāi)后的形狀。根據(jù)零件展開(kāi)后的形狀制成的樣板稱(chēng)之為展開(kāi)樣板。而對(duì)形狀復(fù)雜的鈑金零件，其毛料形狀只能通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)求得。按所求得的形狀制成的樣板，稱(chēng)之為毛料樣板。 圖2.22所示為制造隔框零件時(shí)使用的幾種樣板。53 2.4 模線(xiàn)樣板技術(shù)2.4.5 常用樣板2.4.5.4 切面樣板對(duì)于形狀復(fù)雜的立體零件(例如雙曲度蒙皮)，必須用一組切面樣板才能把零件的形狀控制住，如圖2.23所示。為制造與檢驗(yàn)這類(lèi)模具和零件，必須用多種切面樣板，例如切面內(nèi)形、切面外形、反切面內(nèi)形和反切面外形。它們之間的尺寸關(guān)系如下： 這4種切面樣板及其用途如圖2.24所示。為了保證一組切面樣板在使用中

39、相互位置準(zhǔn) 確，在每塊樣板上必須刻有基準(zhǔn)線(xiàn)，如圖2.25所示。如果對(duì)形狀復(fù)雜的模具采用數(shù)控加工和數(shù)控測(cè)量，則有時(shí)可以不用切面樣板。54 2.4 模線(xiàn)樣板技術(shù)2.4.5 常用樣板 2.4.5.5 下料樣板、切鉆樣板、夾具樣板 它們分別用于：在下料設(shè)備中下料，在具有復(fù)雜立體開(kāi)頭的零件上切割邊緣和鉆孔；制造裝配夾具。它們的形狀如圖2.26所示。 55 2.5 CAD技術(shù)在模線(xiàn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用2.5.1 建立數(shù)學(xué)模型和模線(xiàn)的自動(dòng)繪制 長(zhǎng)期以來(lái)，模線(xiàn)的繪制一直是用手工操作的。模線(xiàn)設(shè)計(jì)員根據(jù)理論圖精心測(cè)量成千上萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)，并逐點(diǎn)連成外形線(xiàn)，經(jīng)反復(fù)協(xié)調(diào)，直到線(xiàn)條光滑為止。然后以此為依據(jù)，制造各種樣板和標(biāo)準(zhǔn)樣件，作

40、為在生產(chǎn)中傳遞外形的依據(jù)。對(duì)于這種靠實(shí)物傳遞幾何信息的方法，如果中間環(huán)節(jié)多，則制造誤差的積累會(huì)直接降低產(chǎn)品的制造準(zhǔn)確度和協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度。同時(shí)，各種樣件都是不標(biāo)注尺寸的模擬量，即使有先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)可供利用，還必須先將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，這也是非常不方便的。56 2.5 CAD技術(shù)在模線(xiàn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用2.5.2 結(jié)構(gòu)模線(xiàn)CAD軟件分類(lèi)及技術(shù)準(zhǔn)備工作2.5.2.1 用于繪制結(jié)構(gòu)模線(xiàn)的CAD軟件分類(lèi) (1)批處理式CAD軟件系統(tǒng)。批處理式CAD軟件系統(tǒng)一般是指這樣一種程序系統(tǒng)：當(dāng)定義圖形的幾何參數(shù)以及描述圖形生成與處理過(guò)程時(shí)，程序語(yǔ)言一次性地順序輸入到計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)按順序執(zhí)行后，自動(dòng)生成所設(shè)計(jì)的圖形信

41、息。例如SKC-HT系統(tǒng)、AD-88繪圖系統(tǒng)、飛龍 繪圖系統(tǒng)等屬于此類(lèi)系統(tǒng)。批處理式CAD軟件在推動(dòng)模線(xiàn)CAD技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程中，曾起過(guò)積極的作用。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，由于交互式CAD技術(shù)的發(fā)展，各飛機(jī)工廠模線(xiàn)設(shè)計(jì)所用的批處理軟件，已全部由交互式CAD軟件所代替。57 2.5 CAD技術(shù)在模線(xiàn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用2.5.2 結(jié)構(gòu)模線(xiàn)CAD軟件分類(lèi)及技術(shù)準(zhǔn)備工作2.5.2.1 用于繪制結(jié)構(gòu)模線(xiàn)的CAD軟件分類(lèi) (2)交互式CAD軟件系統(tǒng)。交互式CAD軟件系統(tǒng)一般是指這樣一種軟件系統(tǒng)：它利用計(jì)算機(jī)以及圖形顯示器、鼠標(biāo)器等人機(jī)交互設(shè)備，以人機(jī)對(duì)話(huà)方式進(jìn)行圖形設(shè)計(jì)和修改，并生成、存儲(chǔ)或輸出圖形信息。例如Mi

42、croCADAM、PlusCADAM、AutoCAD等系統(tǒng)屬于此類(lèi)系統(tǒng)。當(dāng)然其他大型的商品化CAD軟件，例如CATIA、UG、CADDSV和PRO/E等系統(tǒng)，都能很好地用來(lái)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)模線(xiàn)。58 2.5 CAD技術(shù)在模線(xiàn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用2.5.2 結(jié)構(gòu)模線(xiàn)CAD軟件分類(lèi)及技術(shù)準(zhǔn)備工作2.5.2.2 結(jié)構(gòu)模線(xiàn)繪制的技術(shù)準(zhǔn)備工作 1建立標(biāo)準(zhǔn)圖形庫(kù) 標(biāo)準(zhǔn)圖形的選擇。標(biāo)準(zhǔn)圖形應(yīng)是由基本圖形元素構(gòu)成且較常用的圖形，例如標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)桁缺口、減輕孔等。 標(biāo)準(zhǔn)圖形基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇。標(biāo)準(zhǔn)圖形的基準(zhǔn)點(diǎn)是調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)圖形時(shí)，用以確定它在視圖中位置的點(diǎn)。基準(zhǔn)點(diǎn)一般選在標(biāo)準(zhǔn)圖形的某一角點(diǎn)(如左下角)或圖形的特征點(diǎn)(如圖形 的中心、長(zhǎng)桁軸線(xiàn)

43、與外形線(xiàn)的交點(diǎn)等)上。59 2.5 CAD技術(shù)在模線(xiàn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用2.5.2 結(jié)構(gòu)模線(xiàn)CAD軟件分類(lèi)及技術(shù)準(zhǔn)備工作2.5.2.2 結(jié)構(gòu)模線(xiàn)繪制的技術(shù)準(zhǔn)備工作 2圖形文件的命名 應(yīng)用交互式軟件設(shè)計(jì)且以數(shù)據(jù)形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的圖形，通常被稱(chēng)為圖形文件。為圖形文件命名時(shí)，要注意便于歸檔管理和易于檢索。下面是一個(gè)命名圖形文件的例子。 3.剖面理論外形曲線(xiàn)的傳遞 可采用數(shù)據(jù)傳遞和圖形傳遞兩種方式，如圖2.29所示。60 2.5 CAD技術(shù)在模線(xiàn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用2.5.2 結(jié)構(gòu)模線(xiàn)CAD軟件分類(lèi)及技術(shù)準(zhǔn)備工作2.5.2.2 結(jié)構(gòu)模線(xiàn)繪制的技術(shù)準(zhǔn)備工作4.結(jié)構(gòu)圖形數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備 消化圖紙，弄清各種圖形尺寸、基準(zhǔn)關(guān)系、

44、協(xié)調(diào)關(guān)系等； 找出須從其他圖紙中查閱的尺寸，計(jì)算出圖紙中未直接給出的數(shù)據(jù)。 61 2.6 互換協(xié)調(diào)方法的典型實(shí)例及協(xié)調(diào)圖表的設(shè)計(jì)目前我國(guó)的飛機(jī)制造業(yè)正處于由應(yīng)用以模線(xiàn)樣板為基礎(chǔ)的模擬量尺寸傳遞體系，向建立全機(jī)電子樣件的全數(shù)字化尺寸傳遞體系的過(guò)渡階段。在一個(gè)互換協(xié)調(diào)方法中，常常在建立了飛機(jī)外形數(shù)學(xué)模型的同時(shí)，局部還采用模線(xiàn)樣板和局部標(biāo)準(zhǔn)樣件的工作方法，以保證飛機(jī)能被經(jīng)濟(jì)、有效地制造出來(lái)。這要取決于每個(gè)工廠各自的技術(shù)水平和裝備情況。為了幫助初學(xué)者能真正理解飛機(jī)制造中不同尺寸傳遞體系的互換協(xié)調(diào)工作原理，本節(jié)列舉幾個(gè)工廠的實(shí)際應(yīng)用實(shí)例。62 2.6 互換協(xié)調(diào)方法的典型實(shí)例及協(xié)調(diào)圖表的設(shè)計(jì)2.6.1 飛機(jī)鈑金零件的重點(diǎn)協(xié)調(diào)部位及協(xié)調(diào)方法飛機(jī)的機(jī)體主要由大量外形復(fù)雜的鈑金零件組成。它們經(jīng)常是互換協(xié)調(diào)的難點(diǎn)。因此 新機(jī)研制、試制和批生產(chǎn)的工藝準(zhǔn)備工作中，哪些飛機(jī)部位的鈑金零