第三節(jié)__飛機(jī)裝配準(zhǔn)確度和裝配過程

1、1 三、飛機(jī)裝配準(zhǔn)確度和裝配過程三、飛機(jī)裝配準(zhǔn)確度和裝配過程 3.1 飛機(jī)結(jié)構(gòu)的分解飛機(jī)結(jié)構(gòu)的分解 飛機(jī) 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(jī)結(jié)構(gòu)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(shè)計分離面設(shè)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(jī)翼劃分成段件示意圖 1前段； 2中段； 3后段 4 機(jī)翼劃分成段件和板件示意圖 - 1-翼肋；2前緣翼肋；3機(jī)翼前緣；4機(jī)翼前梁；5機(jī)翼中段上、 下壁板；6機(jī)翼后梁；7機(jī)翼中段；8機(jī)翼后部

2、；9翼尖；10機(jī) 翼后部上、下壁板；11機(jī)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(jī)身各段劃分為板件和組合件示意圖 1側(cè)板件；2中段大梁；3隔框；4機(jī)身后段下板件；5 機(jī)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(jī)的各部件按工藝分離面進(jìn)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(shù)經(jīng)濟(jì)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(fù)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(jī)械化和自動

3、化程 度創(chuàng)造了條件。 7 在飛機(jī)設(shè)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(jī)結(jié)構(gòu)的劃分，其重要意義不僅僅表現(xiàn)在需要綜合考慮結(jié)構(gòu)、使 用和生產(chǎn)上的要求，而且由于劃分的結(jié)果，必然會涉及強(qiáng)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(jié)構(gòu)設(shè)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(zhǔn)確度裝配準(zhǔn)確度 （一）飛機(jī)裝配準(zhǔn)確度要求（一）飛機(jī)裝配準(zhǔn)確度要求 外形要求外形要求 一般翼面部件比機(jī)身部件的外形準(zhǔn)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(jī)，其要求也不同。 部件準(zhǔn)確度的技術(shù)要求，一般包括以下幾個方面： （1） 部件氣動力外形準(zhǔn)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(jī)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(zhǔn)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(zhǔn)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(jī)尾翼相對于機(jī)身位置準(zhǔn)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(zhǔn)確度參數(shù)是階差、 剪刀差和間隙 。 副翼相對于機(jī)翼的位置準(zhǔn)確度要求 1檢驗樣板；2型架；3機(jī)翼外形；4副翼外形；A機(jī)翼；B副翼。 表示機(jī)身各段間相對位置準(zhǔn)確度參數(shù)是同軸度。

6、14 部件設(shè)計分離面，如機(jī)身與機(jī)翼、機(jī)身與機(jī)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(dāng)部件對接時，既要符合部件間相對位置的準(zhǔn)確度要求，又要 符合對接接合的準(zhǔn)確度要求，在工藝上比較困難。所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計 時，要考慮結(jié)合面的工藝性。右圖比左圖工藝性好。 飛機(jī)裝配是由大量剛度較小的零件在空間組合、連接的結(jié)果， 故飛機(jī)裝配準(zhǔn)確度很大程度上取決于裝配型架（夾具）的準(zhǔn)確度。 16 （二）制造準(zhǔn)確度和協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度（二）制造準(zhǔn)確度和協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度 制造準(zhǔn)確度制造準(zhǔn)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(zhǔn)確度協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度是指兩個飛機(jī)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(shè)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(zhǔn)確度的要求一般要高于制造準(zhǔn)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(jié)構(gòu) 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(jī)翼裝配中，為保證前梁組合件與機(jī)翼前段型架的定位器 相貼合，為保證機(jī)翼前段與

8、機(jī)翼總裝型架的定位器相貼合，則夾 具（型架）之間應(yīng)當(dāng)是相互協(xié)調(diào)的。 （三）提高裝配準(zhǔn)確度的補(bǔ)償方法（三）提高裝配準(zhǔn)確度的補(bǔ)償方法 一般希望進(jìn)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(fù)雜零件，在經(jīng)濟(jì)上是不合理的，技術(shù)上也難以達(dá)到。 補(bǔ)償?shù)姆椒ㄑa(bǔ)償?shù)姆椒ň褪橇慵?、組合件或部件的某些尺寸在裝配時可進(jìn)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(jī)裝配中，常用的補(bǔ)償方法：在飛機(jī)裝配中，常用的補(bǔ)償方法： （1） 修配 例如機(jī)身或機(jī)翼的蒙皮，一般尺寸比較大，有時長達(dá)56m，零件 剛度又小，蒙皮之間對縫間隙有時要求又很嚴(yán)，一般小于1.5mm。零件 制造難以達(dá)到這樣的準(zhǔn)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(shè) 備上（如精加工臺） 單獨地依據(jù)樣板、鉆 ?；蚩磕＿M(jìn)一步加工， 精加工后，工件具有 互換性。 21 （3）可調(diào)補(bǔ)償件 發(fā)動機(jī)與機(jī)身連接圖，主接頭上裝有球面襯套，以補(bǔ)償機(jī)身兩接頭 和發(fā)動機(jī)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(jī)軸線 和機(jī)身的相對位置。 機(jī)身與發(fā)動機(jī)連接 1主接頭；2輔助接頭。 22 發(fā)動機(jī)通過發(fā)動機(jī)架 與機(jī)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(jī)相對于機(jī)身的 位置。 23 利用補(bǔ)償件時，為了使裝配工作能順利進(jìn)行，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時， 應(yīng)盡量減少復(fù)雜的協(xié)調(diào)關(guān)系。 （a）圖補(bǔ)償件有四個面與零件貼合； （b）圖補(bǔ)償件有三個面與零件貼合； （c）圖補(bǔ)償件有二個面與零件貼合； （c）結(jié)構(gòu)的工藝性較好。 24 3.3 裝配基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn) 飛機(jī)各部件外形準(zhǔn)確度，關(guān)系到飛機(jī)的飛行性能。因此，在裝配過 程中，如何提高外形準(zhǔn)確度，是飛機(jī)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(zhǔn)： 1：以骨架為基準(zhǔn)的裝配。：以骨架為基準(zhǔn)的裝配。 2：以蒙皮外形為基準(zhǔn)的裝配。：以蒙皮外形為基準(zhǔn)的裝配。 裝配過程中工藝基準(zhǔn)按功能分有

11、三類： 定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)：用以確定結(jié)構(gòu)件在設(shè)備或工藝裝備上的相對位置。 測量基準(zhǔn)測量基準(zhǔn)：用于測量結(jié)構(gòu)件裝配位置尺寸的起始位置。 裝配基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)：用以確定結(jié)構(gòu)件之間的相對位置。 25 1：以骨架為基準(zhǔn)的裝配：以骨架為基準(zhǔn)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(jìn)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(jìn)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(zhǔn)進(jìn)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(zhǔn)確度主要取決于零件制造后骨架裝配的準(zhǔn)確度，為提高 外形準(zhǔn)確度，必須提高零件制造準(zhǔn)確度和骨架裝配準(zhǔn)確度以及減少裝配 變形等。 適用于：1：外形準(zhǔn)確度要求較低的部件。 2：翼型高度較小，不便于采用結(jié)構(gòu)補(bǔ)償?shù)牟考?29 2：以蒙皮外形為基準(zhǔn)的裝配。：以蒙皮外形為基準(zhǔn)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(jié)構(gòu)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(bǔ)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(bǔ)償片首先裝配成板件； 3：將補(bǔ)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(zhǔn)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(bǔ)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(zhǔn)確度要求高的部件，且結(jié)構(gòu)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(jī)速度不斷提高，一般采用厚蒙皮或整體壁板結(jié)構(gòu)，這類 零件和結(jié)構(gòu)由于剛度較大，難以在裝配型架內(nèi)通過外力進(jìn)行校形，在 結(jié)構(gòu)上和工藝上要采取其它各種措施。 壁板化機(jī)翼結(jié)構(gòu) 待梁架裝配完后，在專用精加工臺上進(jìn)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(zhǔn)零件定位（一）基

15、準(zhǔn)零件定位 機(jī)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(jī)圖紙用通用量具劃線定位。這種方法定位準(zhǔn)確度較低，一 般用于剛度較大，位置準(zhǔn)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(yù)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(yīng)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(yīng)適當(dāng)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(zhǔn)確地 在鋁板上畫出組合件的結(jié)構(gòu)圖 （結(jié)構(gòu)模線），在結(jié)構(gòu)模線上 標(biāo)出裝配孔，然后以結(jié)構(gòu)模線 為標(biāo)準(zhǔn)

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(jī)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(jī)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(jī)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(shè)計裝配工藝過程設(shè)計 裝配工藝過程設(shè)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(zhǔn)、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(yīng)根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模研究結(jié)構(gòu)的工藝分離面。 試制或小批生產(chǎn)時，應(yīng)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(jìn)行。 在成批生產(chǎn)中，因為要盡量擴(kuò)大平行工作面，故應(yīng)充分利用工藝分 離面。一般產(chǎn)量越大，裝配分散程度也應(yīng)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(jī)械化 程度，應(yīng)特別注意提高部件的板件化程度。 1駕駛艙組合件

18、；2 側(cè)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(jī)身工藝分解圖 (a)機(jī)身部件；(b)板件、段件；(c)組合件、板件。 41 “伊爾86”機(jī)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(jī)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(jié)構(gòu)的工藝分離面，其組合的先后次序可能有好幾種方案。 機(jī)翼典型切面結(jié)構(gòu)示意圖 1機(jī)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(jī)翼后緣。 43 機(jī)翼段劃分示意圖 1、2帶前梁的機(jī)翼前段；6、7帶后梁的機(jī)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(yù)先分別與長桁連接，然后在機(jī)翼總裝型架內(nèi)組合并鉚接。 44 機(jī)翼段劃分示意圖 1不帶前梁的機(jī)翼前段；2、4、6由前梁、后梁、翼肋中段和上、下板 件組成的機(jī)翼中段；7不帶后梁的機(jī)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(jī)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(jié)構(gòu)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(fù)雜情況，但方案選擇時應(yīng)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(quán)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(gòu)造上的可能性。 47 （二）（二） 補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的合理利用補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的合理利用 產(chǎn)品裝配的難易，在很大程度上取決