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1、装配工艺课程设计说明书 某机口盖装配工艺课程设计院系 航空航天工程学部 专业 飞行器制造工程班号学号姓名指导教师沈阳航空航天大学2017 年 1 月摘要本次课程设计的任务是某机口盖装配工艺设计,对飞机口盖进行工艺装配, 设计装配型架确定工艺方案,编写工艺规程,对飞机口盖进行分析,确定装配的定 位夹紧方式,确定型架的结构方式,以及飞机口盖装配件的入架与出架方式的 选定,运用 CAD 软件进行建模分析,并绘制工程图。关键词:型架、装配、定位、夹紧、工程制图。I摘要 . . I 第 1 章 引言 . . 1 第 2 章 装配件的工艺分析 . 3 第 3 章 装配型架设计 . . 8 3.1装配型架的
2、结构及设计技术要求 . 8 3.2装配型架设计方案的选择 . 9 3.3骨架的选择 . 10 3.4包络体的设计 . 11 3.5卡板的设计 . 11 3.6定位压紧装置的设计选择 . 11 3.7定位夹紧支撑架的设计 . 13 3.8总体型架的定型 . 13 3.9产品的入架方式 . 14 3.10产品的出架方式 . 14 3.11温度对型架装配的影响 . 14 第 4 章 型架的安装 . . 16 4.1型架装配方法 . 16 4.2飞机口盖型架的安装 . 16 第 5 章 装配工艺规程 . . 18 第 6 章 协调路线 . . 19 附录 . . 20 总结 . . 21 参考文献 .
3、 22第 1 章 引言飞机装配是根据尺寸协调原则,将飞机零件或组件按照设计和技术要求进 行组合、连接形成更高一级的装配件或整机的过程。社会的需求、市场竞争及 相关技术的不断发展,推动着飞机装配技术不断向更高水平演进。迄今为止, 飞机装配技术已经历了从人工装配、半自动化装配到自动化装配的发展历程, 目前快速发展的柔性装配将自动化装配技术推向了一飞机装配技术已经历了从 人工装配、半自动化装配到自 动化装配的发展历程,目前快速发展的柔性装配 将自动 化装配技术推向了一个新的高度。与传统的装配工装不同,装配工装已经发展成数控自动化工装,主要包括 行列式柔性装配工装、多点成形真空吸盘式柔性装配工装、分散
4、式机身柔性装 配工装、自动对接平合等几类,它们具有模块化、数字化和自动化的特点。 国外大型民机结构广泛采用自动化装配工艺,其基础是数控工装、家共 和检测单元、数字化定位等技术。加工单元主要包括制孔单元、孔强化单元、 自动注胶单元、自动送料单元、紧固件插入单元、环槽钉 安装单元、抽钉安装 单元、焊接单元等;检测单元包括照相测量孔定位单元、法线检测单元、孔检 测单元等。飞机自动化装配技术已从由单台数控自动钻铆机和数控托架组成 的自动钻 铆系统向由柔性装配工装、模块化加工单元、数控定位系统 (包 括机器人 、自 动送料系统和数字化检测系统等组成的柔性装配系统发 展。柔性装配系统主要 包括机翼壁板 柔
5、性装配系统、翼梁柔性装配系统、 复合材料尾翼柔性装配系 统、机身壁 板柔性装配系统、机器人柔性装配系统、机身环铆自动装配系统和 自动对接平台等。现代飞机结构大量采用复合材 料、钛合金等难加工材料,大型飞机 还对 大尺寸孔的制备精度提出了更高 的要求,因此普遍采用了自动化柔性 制孔技 术,以满足结构的长寿命、隐身、互换性的要求。自动制孔系统包 括机舱地板 制孔系统、机翼壁板制孔 系统、长桁柔性制孔系统、柔性跟踪 制孔单元、小 型移动式自动制孔单 元、机器人制孔系统等。1自动钻铆技术从 70 年代起就普遍采用,目前国外飞机制造商仍有相当大的 装配工作由常规的配有半自动 或全自动托架的、以液压为动力
6、的自动钻铆机完 成, GEMCOR 公司还开发了全电动铆它依靠电动滚 柱丝杆线性动力头提供压 力来完成铆 接。用全电动铆接取代液压铆接已成为自动钻铆机的发展趋势。 目前国外在装配检测和试验方面 采用了激光跟踪定位和几何尺寸检 测、 复合材料装配件的自动化无损探 伤、红外照相检测、飞机密封结构先 进泄漏 检测等技术。为了保证连接的质量 , 提高机体 的疲劳寿命,提高 生产效率,国外 军、 民机普遍采用 自动化装配技术,只是在自动化难以实现的情况下,部分采用人 工装配。第 2 章 装配件的工艺分析某机口盖装配件三维实体图如图 2.1 所示。二维工程图如图 2.2 所示。图 2.1 某机口盖三维实体
7、图图 2.2 某机口盖二维工程图由图 2.1 与图 2.2 可知,某机口盖主要有 1 个口盖外框、 1 个前部内框、 2 个下脚加强梁、 7 个中部加强框、 6 个方形夹紧板、 3 个上部加强梁、 1 个圆环 支撑片、和 1 个可卸盖子组成。均采用的是铆接连接的方式进行连接,因此, 只需要保证各装配件的相对位置即可。口盖外框的三维模型如图 2.3 所示。 图 2.3 飞机口盖外框前部内框的结构图如图 2.4 所示。 图 2.4 前部内框下脚加强梁的结构图如图 2.5 所示。 图 2.5 下脚加强梁中部加强框的结构图如图 2.7 所示。 图 2.7 中部加强框方形夹紧板的结构图如图 2.8 所示
8、。 图 2.8 方形夹紧板上部加强梁的结构图如图 2.9 所示。 图 2.9 上部加强梁圆环支撑片的结构图如图 2.10 所示。 图 2.10 圆环支撑片可卸盖子的结构图如图 2.11 所示。 图 2.11 可卸盖子第 3 章 装配型架设计3.1装配型架的结构及设计技术要求3.1.1装配型架构造装配型架由以下四部分组成:(1骨架:它是机床的基体。用以固定和支持定位件、夹紧件等其他元 件, 保持各元件的空间位置准确度及其稳定性。骨架应具有足够的刚度。 (2定位件:它是型架的主要工作元件,用于保证工件在装配过程中具有 准确的位置。定位件应准确可靠、相互协调和使用方便。(3夹紧件:它是使工件牢靠地固
9、定在定位件上的加力元件,夹紧件应装 夹迅速可靠、使用方便,不致损伤工件表面。(4辅助设备:包括工作踏板、托架、起重吊挂、地面运输车、照明、压 缩空气管路等。辅助设备也是使工作方便、安全、减轻劳动强度、提高生产率 等 必不可少的组成部分。3.1.2装配型架的作用(1提高生产效率,利用装配型架进行装配,因为解决了定位的问题,可 以极大的提高产品的安装速度。由于飞机形状复杂, 刚度又小,在飞机装配中 采用型架,就更能发挥夹具定位夹紧迅速可靠的效果。 通过装配型架将工件放 在适当位置,操作方便,提高工作效率。(2通过型架装配,极大的提高了产品的安装精度,保证进入装配的零 件、组合件、板件 或段件在装配
10、时定位准确,保证其正确的形状和一定的工艺 刚度,以便进行连接, 在装配过程中限制其连接变形,使连接装配后的产品符 合图纸及技术条件的要求。3.1.3装配型架的设计要求(1型架构造要简单,元件应标注化:型架构造的简化和元件的标准化, 对于减少型架制造及安装的工作量,缩短生产准备期和降低成本有着根本性作用。(2型架构造要便于定期检查:如型架骨架上应装有标准样件和量规定位 用的标高座或光学仪器用的光学战等。(3装配型架定位件必须有较高的位置准确度:要正确选择定位件的结构 及配合精度;要选择适当的安装方法,因为型架的准确度是靠安装来实现的; 必 须合理选择型架骨架及其他元件的几何尺寸既要有足够的刚度,
11、又不笨重; 注意 解决型架准确度的稳定性问题。(4提高装配工作的效率:工件在装配型架上的位置应使工人在最有利的 姿态下进行操作,当使用手提风动工具时,最有利的姿态是站着,在高度为 1.1 至 1.4 米范围内进行钻孔、铆接等其他操作;在保证产品质量的前提下,使型 架结构尽可能开敞,以便接近工件、安放工件和零件下架。3.2装配型架设计方案的选择综合考虑各项因素,我提出以下两种型架设计方案:方案一:采用外夹板的方式固定外部蒙皮,内部采用夹具夹紧的方式进行 夹紧定位,前部采用卡板的设计方法,前部部件采用卡板与夹紧定位装置进行 定位夹紧,内部用肋板进行支撑。优点:设计结构较为简单,型架的制造,安装时间
12、都有很大的提升,因为 简化了型架的设计方式,简单的机构使得操作更加的简单,提高了胜场效率, 加快了装配件批量生产的进度。缺点:没有良好的解决飞机口盖的外部的形状收缩问题,飞机口盖的安装 精度不能够很好的保证。方案二:采用包络皮的型架设计方案,为了保证型架安装的外形的精确 度,用包络皮来定位外壳的零件,内部的装配件用定位压紧的方式解决,在压 紧的同时解决了定位的为题。设计方案如图 3.1 所示。 图 3.1 方案二设计图优点:解决了装配件外部的定位夹紧的问题,而且解决了外部框向内收缩 的问题,提高了装配的精度,依靠外部的包络体的支撑,使得内部装配件的安 装定位变得更加的精确。缺点:包络体为玻璃钢铸件,制造的难度大大的增加,使得装配型架的设 计制作时间加长,而且使得型架的安装在整个的装配过程中变得更加的长,加 长了生产周期,降低了生产效率。综合考虑方案一语方案二,因为飞机口盖的精度要求较高,为了保证良好 的精度,采用方案二。3.3 骨架的选择参阅参考文献可知,骨架分为框架式、组合式、分散式、整体 底座式等, 飞机口盖的支撑架形状较为简单,故选用框架式型架。 框架式型架采用型号
