飞机制造工艺导论-第四章

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1、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

2、,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

3、、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

4、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。,、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

5、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,（）、一般采用不可拆卸的连接（铆接、胶接、焊接等）； （）、装配成部件后，工艺分离面消失。,工艺

6、分离面合理划分的优点：,（）、增加了平行装配工作面，可缩短装配周期； （）、减少了复杂的部件或段件的装配型架数量； （）、改善了开敞性，提高装配质量。,板件化的优点：,、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,（）、飞机结构上是否存在相应的分离面； （）、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,（）、装配工艺装备

7、较少，减少了工艺装备的制造费用 （）、协调关系较简单， （）、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,（）、增加平行工作地、装配分散进行、扩大工作面、（）、结构开敞可达性好，改善劳动条件 （）、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

8、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,、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

9、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,、飞机装配过程中（成批生产、分散装配）的协调内容：,、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

10、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。,、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。,、修配工艺补偿 、装配后精加工工艺补偿 、间隙补偿设计补偿； 、加垫补偿设计补偿； 、可调补偿件设计补偿； 、搭接补偿设计补偿。

11、,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。,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,、装配后精加工工艺补偿,（1）、单个装配后的工

12、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：,、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,、可调补偿件设计补偿,特点,（1）、减少了装配

13、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,、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。,

14、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,、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。,、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

15、）、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 、按工件定位 、用划线定位 、接触照相法定位 、用装配孔定位 、用装配夹具（型架）定位,一、装配定位的要求和特点,