飞机装配课程设计说明书.doc

存档编号：西 安 航 空 学 院 课 程 设 计 说 明 书设计题目：歼六飞机机翼副翼装配课程设计系别：飞行器学院专业：飞行器制造工程班级：飞行器制造1602姓名：赵士超 2015年 12 月 25 日目录第1章引言4第2章装配体的分析52.1.设计任务概述52.2.装配构件分析5第3章零件建模63.1.蒙皮的建模63.2. U型槽的建模63.3.加强肋的建模73.4. 三个肋板的建模83.5.角片的建模103.6.铆钉的建模11第4章装配工艺规程设计124.1.工艺分析124.1.1工艺分离面的选择124.1.2.某机型副翼结构分析124.1.3 .主要内容134.2协调路线144.3.工艺流程设计15第5章飞机部件装配验证165.1.飞机部件装配165.1.1.U型槽与蒙皮的装配165.1.2.加强肋与蒙皮的装配165.1.3.肋板与蒙皮的装配175.1.4.角片的装配175.1.5.铆钉的装配185.2装配动画设计185.3结论19总结20附录21第1章引言现代飞机的制造过程包括许多阶段，其中之一就是装配，在此阶段组装隔板、壁板、部件、飞机各锻件，以及相互对接、调整与检查。其装配过程的设计与精度极大地影响了飞机制造周期与产品品质。现代飞机的零件连接方法以铆钉连接为主，在重要接头处还应用螺栓连接。这种连接方法简便可靠，但是钻孔、铆接多是手工操作，工作量很大。应用自动压铆机可以提高铆接生产率，改进铆接质量，同时也可改善装配工人的劳动条件。为了增加使用成组压铆的比例，要在构造上将飞机各部件分解成许多壁板件。飞机部件装配和总装工作，手工劳动是主要工作方式。加之飞机制造中要使用大量的成形模胎、模具、装配型架和供协调用的标准工艺装备（样板、标准样件等），使得生产准备工作十分繁重，飞机生产的周期比较长。应用计算机辅助设计和制造技术可以提高飞机生产的自动化程度，大量压缩生产准备工作量和缩短飞机生产的周期。飞机的装配是按构造特点分段进行的，首先将零件在型架中装配成翼梁、框、肋和壁板等构件，再将构件组合成部段件（如机翼中段、前缘，机身前段、中段和尾段等）。最后完成一架飞机的对接。装配中各部件外形靠型架保证，对接好的全机各部件相对位置，特别是影响飞机气动特性的参数（如机翼安装角、后掠角、上反角等）和飞机的对称性，要通过水平测量来检测。在各部件上都有一些打上标记的特征点，在整架飞机对接好后，用水平仪测出它们的相对位置，经过换算即可得到实际参数值。总装工作还包括发动机、起落架的安装调整，各系统电缆、导管的敷设，天线和附件的安装，各系统的功能试验等。总装完成后，飞机即可推出外场试飞。通过试飞调整，当飞机各项技术性能指标达到设计要求时即可交付使用。第2章装配体的分析2.1.设计任务概述本次装配工艺课程设计的任务是对飞机的任意部位进行测绘，并在UG上进行三维建模和做出装配动画，我们所测绘是某机型的副翼，如下图所示：图2.1 某机型的机翼中部现代飞机的制造过程包括许多阶段，其中之一既是装配，在此阶段组装隔板、壁板、部件、飞机各锻件，以及相互对接、调整与检查。2.2.装配构件分析从图片2.1上可以直观的看出副翼的构件，包括U型槽，肋板三个，加强肋，角片，铆钉若干个。由于从照片2.1中无法看出每个零件的具体尺寸，所以我们应用直尺、量角器、千分尺等测量工具对机翼中部所有尺寸进行精确的测量与记录，然后根据各零件之间的装配关系一一确定最终我们所需要的最终尺寸。第3章零件建模目前三维建模软件较多，如CATIA、UG、ProE等。都可以完成本次的课程设计，而我们这次的课程设计选择的是在UG平台上进行的三维建模、装配与动画的制作。本次的三维建模，考虑到是以蒙皮为基准由外向内的建模并完成装配。鉴于此，应首先进行蒙皮的建模。3.1.蒙皮的建模我们可以通过草图与轮廓弯边命令对蒙皮进行建模，其过程与结果如图3.1所示。图3.13.2.U型槽的建模U型槽的建模主要包括U型槽两端的折弯与4个铆钉孔的的定位与打孔。U型槽的建模方法有很多，我们是在UG中的NX钣金模块下通过建立草图通过轮廓弯边命令建立出实体的，如图3.2、图3.3所示。图3.2图3.34个铆钉孔的定位与打孔的建模方法很多，我们使用的是通过在U型槽的侧面建立参考线从而确定孔的圆心位置，然后通过拉伸命令将4个铆钉孔打出，过程及结果分别如图3.4、图3.5、图3.6.图3.4图3.5图3.63.3.加强肋的建模加强肋的横截面都是L形的，我们可以通过草图与轮廓弯边命令对桁条并拉伸求差进行建模，其过程与结果如图3.7、图3.8、图3.9、图3.10所示。图3.7图3.8图3.9图3.103.4. 三个肋板的建模从图片2.1上可以看到，与蒙皮接触最多的是三个肋板，在完成加强肋的建模后可以对三个肋板进行建模。三个肋板的建模方式几乎相同，因此我只介绍中间翼肋的建模过程，另外两个肋板的建模过程不再赘述。肋板的建模分周边的折弯，加强肋槽的冲压，铆钉孔的建模。翼肋的建模与周边的折弯通过突出块与弯边等指令初步做出翼肋的大概外形，具体过程如图3.11、图3.12、图3.13、图3.14所示。图3.11图3.12图3.13 图3.14加强肋槽的冲压是由画草图，通过两次次实体冲压命令进行建模出来，具体过程如图3.15、图3.16所示。图3.15 图3.16肋板铆钉孔的建模是通过草图与拉伸命令建模的，其过程与最后的中间翼肋模型如图3.17、图3.18、图3.19所示。图3.17 图3.18图3.193.5.角片的建模通过草图与轮廓弯边、拔模、倒角等命令进行角片的建模，其过程与结果如图3.20、图3.21、图3.22、图3.23、图3.24、图3.25、图3.26所示。图3.20图3.21图3.22图3.23图3.24图3.25图3.263.6.铆钉的建模铆钉是一个旋转体，我们可以通过草图与旋转命令将铆钉建模出来，其过程与结果如图3.27、图3.28、图3.29所示。图3.27图3.28 图3.29第4章装配工艺规程设计4.1.工艺分析4.1.1工艺分离面的选择飞机结构上划分为许多部件和可卸件后，在部件与部件间，部件与可卸件间在结构上构成了分离面，因为这种分离面是为结构和使用需要而取的，故称为设计或使用分离面。这种分离面一般采用可卸连接，以便在使用和维护过程中迅速拆卸和重新安装。为了生产的需要，需将飞机结构进一步划分，即将部件进一步划分为锻件，锻件进一步划分成板件，组合件等各种装配单元，这种为满足生产需要而划分的分离面称为工艺分离面，工艺分离面一般采用不可卸连接。4.1.2.某机型副翼结构分析主要由型材、板材等件组成，结构对称，比较简单，零件整体尺寸规则相互之间的连接方式采用铆接，在对他们进行装配时只要保证他们之间的相对位置即可。由于该框是组合件，属于飞机的骨架结构，因此，型架的设计基准选择以骨架的外形为设计基准。该组合件的结构简图如图4.1所示。图4.14.1.3 .主要内容4.1.3.1.装配工艺过程的结构可行性。可行性是指在调查的基础上，通过市场分析、技术分析、财务分析和国民经济分析，对各种投资项目的技术可行性与经济合理性进行的综合评价。可行性研究的基本任务，是对新建或改建项目的主要问题，从技术经济角度进行全面的分析研究，并对其投产后的经济效果进行预测，在既定的范围内进行方案论证的选择，以便最合理地利用资源，达到预定的社会效益和经济效益。4.1.3.2.装配准确度。飞机装配好以后应达到规定的各项性能指标，其中包括飞机的空气动力性能、飞机的各种操纵性能、飞机结构的强度和耐久性能等各项指标。飞机装配准确度对飞机各性能均有直接影响。4.1.3.3.装配过程的工艺可行性。在确定工艺规程前，首先应研究工作图样和产品装配图样，熟悉各零件的用途、性能及工作条件，明确该零件在产品中的位置和作用；了解并研究各项技术条件制订的依据，找出其主要技术和技术关键，以便在拟定工艺规程时采用适当的措施加以保证。工艺分析的目的，一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度的技术要求是否合理，是否便于装配；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制订出合理的工艺规程。4.1.3.4.装配过程的经济性。经济性，是指工程从规划、勘察、设计、施工到整个产品使用寿命周期内的成本和消耗的费用。具体表现为设计成本、施工成本、使用成本三者之和。经济性是指组织经营活动过程中获得一定数量和质量的产品和服务及其他成果时所耗费的资源最少。经济性主要关注的是资源投入和使用过程中成本节约的水平和程度及资源使用的合理性。这里是专指生产作业计划要有利于利用企业的生产能力，缩短生产周期，降低生产成本，实现均衡生产，提高生产效率和经济效益。4.2协调路线在制定产品的装配和协调的方案时，要十分注意选择合理的，能保证各类工艺装配协调的尺寸传递体系。协调依据采用标准样件。协调的原则是相互联系制造的原则。它的协调路线过程是:由理论图在铝板上绘制出理论模线，再由理论模线绘制出结构模线，通过结构模线制造出外形样板和夹具样板，再通过外形样板制出样件。然后通过样件制造出成型模具。用模具生产出所需要的零件。最后用装配型架将零件装配成组合件。该机翼副翼部件的协调路线见图4.2所示。歼六机翼副翼图纸歼六机翼副翼理论模线歼六机翼副翼结构模线 外形托板 设备样板 构造图 内形样板安装标准样件 托板 成型模 安装夹具推块 零件组合件部件反标准样件 标准样件 总装配夹具 歼六机翼副翼装配件图4.2协调路线4.3.工艺流程设计部件装配工艺规程包括装配的各个阶段内容，装配基准，定位方法，装配主要工艺装备，设施和检验方法，以及主要零件，组件等供应状态和各阶段的交付状态等，所制定的装配各阶段的工作。工艺规程是进行装配工作的主要依据。其主要的内容有：1. 装配工艺过程的结构可行性。2. 装配准确度。3. 装配过程的工艺可行性。4. 装配过程的经济性。装配工艺规程：1. 按图纸检查配套零件及装配夹具；2. 将蒙皮定位，夹紧；3. 将U型槽定位，夹紧；4. 将加强肋定位，夹紧；5. 将肋板定位，夹紧；6. 将角片定位，夹紧；7. 确定铆接位置，划线；8. 钻孔；9. 铆接；10. 放松压紧器；11. 下架，修正，去毛刺；12. 检验，并移交。第5章飞机部件装配验证在进行装配前，分析零件的装配顺序。从图片1.1可以看出，该机翼中部是以蒙皮为基准装配U型槽与加强肋，然后再以蒙皮为基准装配肋板，最后再以U型槽与肋板为基准装配角片，形成完整的副翼装配。5.1.飞机部件装配5.1.1.U型槽与蒙皮的装配U型槽与蒙皮的装配，他们是通过蒙皮表面与U型槽侧面的接触约束和两个铆钉孔的同轴约束进行装配的，装配结果如图5.1所示。图5.15.1.2.加强肋与蒙皮的装配加强肋与蒙皮的装配，他们是通过蒙皮内表面与加强肋侧面接触约束和两个铆钉孔的同轴约束进行装配的，装配结果如图5.2所示。图5.25.1.3.肋板与蒙皮的装配肋板与蒙皮的装配，他们是通过蒙皮外表面与肋板折弯面的接触约束和两个铆钉孔的同轴约束进行装配的，装配结果如图5.3所示。图5.35.1.4.角片的装配角片的装配，他们是通过角片的两侧表面与肋板表面和U型槽侧边内表面的接触约束和铆钉孔的同轴约束进行装配的，装配结果如图5.4所示。图5.45.1.5.铆钉的装配铆钉的装配，他们是通过铆钉头的表面与装配表面的接触约束和铆钉孔与顶杆的同轴约束进行装配的，装配结果与最终装配图如图5.5所示。图5.55.2装配动画设计零件的建模与装配的完成是这次课程设计的主要内容，而装配动画的设计则是让大家能直观的看出机翼中部的装配过程与装配关系，以下简要介绍了装配动画的制作。装配动画的制作是在装配环境下新建序列，选择插入运动，依次选择零件，将各零件移动到指定位置，选择完成序列，在序列导航器中单击回放，完成装配动画任务，使用UG NX10.0内置录像功能导出装配动画。我们所做的动画视屏存放在文件夹中。5.3结论本次虚拟装配验证了所歼六飞机机翼副翼装配的可行性，通过测绘与建模，完成了所有零件的建模，并且进行了装配的模拟。装配结果也告诉了我们，此次的设计与装配符合实际装配原则，在装配过程中没有发现干涉现象。总结虽然这次课程设计只有短短的两周时间，但是通过这次课程设计，让我更加深刻地了解了课本知识，我感觉这些天我所接触的所学习的知识很丰富，相对于书本也更加实际综合和以往对知识的疏忽得以补充，在设计过程中遇到一些模糊的公式和专业术语，在使用手册时，有的数据很难查出，但是这些问题经过这次设计，都一一得到解决，我相信这本书中还有很多我没有搞清楚的问题，但是这次的课程设计给我相当的基础知识，为我以后的工作打下了夯实的基础。这次课程设计是让我对课本知识的巩固和基本公式的熟悉和应用。课程设计是培训学生运用课本专业所学的理论知识和专业知识来分析和解决实际问题的重要教学环节，是对学习知识的巩固和复习。同样，也促使了同组同学的相互探讨，相互学习。因此，我们必须认真、严谨、踏实、一步一步的完成设计。总之，这次课程设计是我学到了很多，也比以往有耐心很多。感谢学校以及老师给我们这次课程设计的机会，感谢我们的辅导老师，在设计过程中，辅导老师精心的辅导和不厌其烦地态度才使我们得以顺利完成这次设计。以后我会更加努力地学习。附录装配工艺规程机型车间装配工序号零件装配图号共 3 页工段第 1 页