飞机制造技术-知识点

1 飞机制造特点与协调互换技术 1 飞机结构的特点 外形复杂 构造复杂 零件数目多 尺寸大 刚度小 2 飞机制造的主要工艺方法 钣金成形 结构件机械加工 复合材料成形 部件装配与总装 配 3 飞机制造的过程 毛坯制造与原料采购 零件制造 装配 试验 4 飞机制造工艺的特点 单件小批量生产 零件制造方法多样 装配工作量大 生产准备工 作量大 需要采用特殊的方法保证协调与互换 5 互换性 互换性是产品相互配合部分的结构属性 是指同名零件 部 组 件 在分别制造后进行装配 时 除了按照设计规定的调整以外 在几何尺寸 形位参数和物理 机械性能各方面不需要选 配和补充加工就能相互取代的一致性 6 协调性 协调性是指两个或多个相互配合或对接的飞机结构单元之间 飞机结构单元及其工艺装备之间 成套的工艺装备之间 其几何尺寸和形位参数都能兼容而具有的一致性程度 协调性可以通过 互换性方法取得 也可以通过非互换性方法 如修配 获得 即相互协调的零部件之间不一定 具有互换性 7 制造准确度 实际工件与设计图纸上所确定的理想几何尺寸和形状的近似程度 8 协调准确度 两个相互配合的零件 组合件或段部件之间配合的实际尺寸和形状相近似程度 9 协调路线 从飞机零部件的理论外形尺寸到相应零部件的尺寸传递体系 10 三种协调路线 按独立制造原则进行协调 按相互联系制造原则进行协调 按相互修配原 则进行协调 11 模线 模线是使用 1 1 比例 描述飞机曲面外形与零件之间的装配关系的一系列平面图线 模线分 为理论模线和构造模线 12 样板 样板是用于表示飞机零 组 部件真实形状的刚性图纸和量具 13 样机 飞机的实物模型 14 数字样机 在计算机中 使用数学模型描述的飞机模型 用以取代物理样机 15 数字化协调方法 通过数字化工装设计 数字化制造和数字化测量系统来实现 利用数控加工 成形 制造出零 2 件外形 在工装制造时 通过数字测量系统实时监控 测量工装或者产品上相关控制点的位置 建立产品零部件的基准坐标系 在此基础上 比较关键特征点的测量数据与数字样机中的数据 分析测量数据与理论数据的偏差 作为检验与调整的依据 飞机钣金零件成形技术 1 飞机钣金零件生产的特点 品种多 数量大 批量小 制造方法多样 2 飞机钣金零件的特点 尺寸大 厚度薄 刚度小 形状复杂 精度要求高 3 典型的飞机钣金零件 蒙皮 隔框 壁板 翼肋 导管 桁条 4 主要的钣金成形工艺 冲裁 拉深 压弯 滚弯 拉弯 橡皮成形 拉形 旋压 落压 喷丸成形 时效成形 胀形 冷挤压 高能成形 超塑成形 5 冲裁 利用冲压设备和模具使材料分离或者部分分离 以获得零件或毛坯的冲压工艺 6 冲裁工艺的分类 落料 冲孔 切断 切口 切边 剖切 冲槽 修整 7 冲裁过程 弹性变形阶段 塑性变形阶段 断裂阶段 8 落料 沿封闭曲线冲切板料 冲下来的部分是所需的零件 9 冲孔 沿封闭曲线剖切板料 冲下来的部分是废料 10 冲裁板料的断面 圆角带 光亮带 断裂带 揉压带 11 冲裁间隙 凸模与凹模刃口之间的间隙 单边间隙用 C 表示 双边间隙用 Z 表示 12 常用冲裁间隙 C 约为板料厚度的 2 5 13 落料模尺寸选取 凹模的尺寸取为零件的最小极限尺寸 凸模尺寸 2CDD凹 凸 14 冲孔模尺寸选取 凸模的尺寸取为孔的极大尺寸 凹模尺寸 2CDD 凹凸 15 冲裁力 冲裁力 K 修正系数 L 冲裁件的轮廓长度 FKLt t 冲裁件的厚度 材料的抗剪强度 16 卸料力 冲裁时 零件或者废料从凸模上卸下来的力 系数 F 冲裁力FK F 卸卸 K卸 17 顶件力 顶件力 从凹模内将零件或者废料逆冲裁方向顶出的力 系数 FK F 顶顶 K顶 F 冲裁力 18 推件力 推件力 从凹模内将零件或者废料顺冲裁力方向推出的力 系数 FK F 推推 K推 F 冲裁力 19 冲裁设备所需的力 和模具的结构有关 等于冲裁力加卸料力 顶件力和推件力中的一项 3 或者几项 20 典型的冲裁模具 简单冲裁模 导柱式冲裁模 连续冲裁模 复合冲裁模 21 简单冲裁模 在冲床的每一个行程中 只完成落料 冲孔等一个工序 即压力机一次冲程只完成一个冲裁工 序的模具 22 导柱式冲裁模 上下模分别安装有导套和导柱等导向机构 23 连续冲裁模 在一副模具的不同工位上 分别完成不同的冲裁工序 24 复合冲裁模 在模具的同一个位置上 安装两副以上不同功能的模具 能在一次行程中完成多个工序的冲裁 25 冲裁设备 曲柄压力机 摩擦压力机 高速压力机 油压机 水压机 26 其它下料方法 锯割 氧气切割 激光切割 电火花切割 等离子切割 高压水切割 27 排样 零件在原料上的布置方法称为排样 目的是为了减少废料 提高材料利用率 28 材料的利用率 材料利用率 A0零件实际有效面积 A 制造此零件所用板料的面积 0 A 100 A 29 弯曲 将直线原材料弯成一定角度或者弧度的成形方法 30 中性层 弯曲时 材料内外表面之间 保持长度不变的一层 粗略分析时 认为位于材料厚度的中间 31 最小弯曲半径 零件内弯曲半径所允许的最小值 32 回弹 材料在塑性范围内发生弯曲变形 卸载后 变形又略呈恢复的现象 33 弯曲件展开尺寸计算 展开尺寸 各段中性层的长度 包括弧长 12n L L L L 12n LLL 34 压弯 使用压力机对板料进行三点弯曲的一种工艺 35 闸压成形 压弯的一种 用于成形板弯型材 制造飞机的缘条和长桁 设备使用闸压机 36 压弯力的计算 压弯力 B 板料的宽度 t 板料的厚度 k 系数 取决于弯曲半径 m F kBtR 与板料厚度之比 Rm抗拉强度极限 37 冲压弯曲 冲压弯曲是使用弯曲模在压力机上进行弯曲工序 38 冲压弯曲模分类 V 形件弯曲模 U 形件弯曲模等 39 滚弯 通过旋转的滚轴 使板料或者型材弯曲的方法 40 滚弯设备 三轴滚弯机 四轴滚弯机 41 滚弯半径的调整 通过调整滚弯机上下滚轴的距离进行 4 42 滚弯成形的零件 圆柱面蒙皮 缘条 长桁 变曲率蒙皮 43 拉弯 先拉伸零件 然后进行弯曲的弯曲工艺 44 拉弯过程 1 钳口夹紧毛料 预拉伸毛料 2 沿拉弯模弯曲毛料 3 补加拉力 使零件贴模 45 拉弯方法 1 先弯后拉 2 先拉后弯 3 先拉后弯 然后补拉 46 拉弯的特点回弹小 47 拉弯回弹小的原因 拉伸在零件中产生了沿整个厚度分布的拉应力 48 拉弯设备 转台式拉弯机 转臂式拉弯机 48B 拉弯零件展开长度的计算 拉弯零件展开长度等于零件的展开长度 加上 夹持余量 钳口距模具的距离 模具端头圆角 半径三者之和的两倍 49 拉深 平板毛料或空心半成品在凸模作用下拉入凹模型腔形成开口空心零件的成形方法 50 拉深系数 m 拉深系数 d 拉深后零件的直径 D 拉深前毛料的直径 d m D 51 拉深零件的缺限 凸耳 回弹 厚度与硬度变化 起皱 52 凸耳 拉深时由于材料的各向异性 形成的零件边缘不整齐的现象 53 拉深件的厚度变化 筒壁上部变厚 越靠近筒口越厚 筒底圆角变薄 54 防皱措施 压边圈 防皱梗 反向拉深 55 拉深毛料尺寸的计算原则 金属塑性变形体积不变 56 可以忽略厚度变化时 拉深件的毛料尺寸计算 零件总面积等于各部分面积之和 57 多道次拉深 当单次拉深系数大于极限拉深系数时 要分多次进行拉深 各次的拉深系数 之积应小于极限拉深系数 58 拉深力 拉深力 d 拉深件的直径 R 材料的强度极限 t 材料的厚度 n 修正系数F dtRn 59 压边力 压边力 S 压边圈下的毛料的面积 q 单位面积上的压边力 取决于材料Q Sq 种类 厚度和拉深系数 60 拉深模 带压边装置的拉深模 不带压边装置的拉深模 复合拉深模 首次拉深模 二次 及二次以后的拉深模 61 拉深中的摩擦力 有利的摩擦力 凸模圆角处的摩擦力 5 不利的摩擦力 凹模圆角处的摩擦力 62 其它拉深方法 软模拉深 温差拉深 深冷拉深 脉动拉深 变薄拉深 63 橡皮成形 利用橡皮或充满液体的橡皮囊作为通用上模 在压力的作用下将毛料包贴在刚 性的下模上 进行成形 64 橡皮成形方法的分类 橡皮囊成形 橡皮垫成形 65 橡皮成形在飞机钣金成形中的应用 成形框肋类零件 66 橡皮成形极限 分为直线弯边极限 凸曲线弯边极限和凹曲线弯边极限三类 67 直线弯边极限 和最小弯曲半径相同 68 凸曲线弯边极限 弯边系数 H 弯边的高度 R 零件的半径 弯边系数应小于极限值 H K R H 69 凹曲线弯边极限 弯边系数 H 弯边的高度 R 零件的半径 弯边系数应小于极限值 H K R H 70 拉形成形 使用蒙皮拉形机 对毛料进行拉伸 并且和拉形模贴合的成形方法 71 拉形成形方法 纵拉 横拉 72 旋压 利用旋压棒 对旋转毛料进行旋压 成形空心回转体零件的一种工艺 73 旋压的分类 变薄旋压 普通旋压 74 旋压的特点 生产周期短 产品成本低 可能充分发挥材料的变形能力 改善材料的性能 75 普通旋压的变形特点 类似于拉深 材料变形不连续 76 落压 利用落锤的冲击力将板料压制成零件的一种成形方法 77 落压成形零件 外形复杂的钣金零件 如机尾罩 翼尖 整流包皮 椅盆等 78 落压成形的特点 半手工半机械化成形 成形过程需要工人灵活调整 能够成形其它工艺所不能成形的零件 模 具简单 设备简单 工作条件差 生产率低 废品多 零件精度差 79 落压成形的基本原理 材料的 收 和 放 收 板料受到压缩 面积减少厚度增大 放 板料受到拉伸 面积增大厚度减小 80 喷丸成形 利用高速的球形弹丸打击零件的表面 使零件产生变形 以达到成形目的一种 成形方法 81 喷丸成形原理 弹丸打击零件表面 挤压表面的材料 使表面材料发生延伸 6 82 喷丸成形的特点 能够在零件表面形成一层受压的材料 提高零件的疲劳寿命 83 弹丸的种类 铸钢弹丸 不锈钢弹丸 非金属弹丸 84 喷丸机 分为气动式喷丸机和离心式喷丸机两类 85 喷丸成形的零件 整体壁板 86 时效成形 利用材料的粘性 在高温下使部分弹性变形转化为塑性变形的一种成形方法 87 时效成形零件 整体壁板 88 时效成形的过程 加载 加温保温 卸载回弹 89 胀形 将直径较小的零件毛坯 由内向外膨胀 成为直径较大的零件的成形方法 90 胀形零件 副油箱 91 高能成形 在极短时间内释放出巨大能量作为成形的能量来源 实现零件成形的方法 称为高能成形 92 高能成形的种类 爆炸成形 电液成形 电磁成形 93 爆炸成形 爆炸成形是利用炸药爆炸产生的高压通过介质产生冲击波 使毛料产生高速塑 性变形的成形方法 94 电液成形 在液体中放电 产生高能冲击波 使毛料生产塑性变形的成形方法 95 电磁成形 通过线圈瞬间释放电能 在材料内产生感应电流 并使材料受到强大的磁场的 作用而产生塑性变形的成形方法 96 超塑成形 利用材料的超塑性进行成形的方法 97 超塑性 金属材料在特定的条件下 呈现出无颈缩和异常高的延伸率的特性 98 超塑性的分类 细晶超塑性和相变超塑性 99 柔性成形技术 多点成形 数控渐近成形 激光冲击成形 100 多点成形 通过一系列规则排列 离散的 高度可调整的立柱 自由构造出成形面 实 现板料的三维曲面成形 101 数控渐近成形 将复杂板料形状分解成一系列的等高线 以工具头沿等高线进行挤压材 料 进行成形的成形方法 102 激光冲击成形 利用强激光照射产生冲击 进行成形的成形方法 飞机装配技术 1 飞机的工艺分解 飞机的工艺分解是指合理地利用飞机的设计分离面和工艺分离面 将飞 机机体划分为若干个独立的装配单元 2 飞机工艺分解的目的 扩大装配工作面 改善装配条件 简化装配方法 分散总装型架内 7 的装配工作量 3 飞机工艺分解的顺序 飞机分解为部件 飞机用组合件 飞机用零件 部件分解为分部件 部件用组合件 部件用零件 分部件分解为组合件 分部件用零件 4 分离面 装配件相连接的接触面称为分离面 5 分离面的种类 设计分离面 装配分离面 6 设计分离面的目的 为了满足产品结构和使用要求 而形成的分离面 采用可卸连接 7 工艺分离面 为了满足制造和装配过程的要求 对部件或者分部件进行进一步的分解 一 般是不可卸连接 8 基准 用于确定结构件之间相对位置的点 线 面 9 基准的分类 设计基准和工艺基准 10 设计基准 设计基准用于建立零件外形或确定零件在结构中的相对位置 11 工艺基准 存在于零件或者装配件上实际的点 线 面 12 保证部件外形的两种装配基准 以骨架外形为基准 以蒙皮外形为基准 13 以骨架为基准的装配误差特点 装配误差 由内向外 积累 误差反映在部件外形上 14 以蒙皮外形为基准的装配误差特点 装配误差 由外向内 积累 误差通过结构补偿件消 除 15 装配定位方法 基准件定位 装配孔定位 划线定位 装配型架定位 16 装配型架 飞机装配使用的夹具 17 装配型架的种类 机翼类装配夹具 机身类装配夹具 18 装配型架的构造 装配型架由骨架 定位件 压紧件和辅助装置等部分组成 19 骨架 即框架 是安装定位件 压紧件和其它结构的基体 20 定位件 用于确定曲面类零件产品零件的位置 如卡板 托板 包络式定位件 工艺接头 等 21 压紧件 作用是压紧零件 配合其它定位件完成定位功能 包括螺旋压紧器 连杆机械压 紧器 压紧卡板 橡皮绳 帆布带和棘轮拉紧带等 22 型架的安装方法 当前一般使用激光跟踪仪进行安装 23 铆接的分类 普通铆接 密封铆接 特种铆接 干涉配合铆接 24 正铆 锤铆法的一种 顶铁顶住铆钉头 铆枪锤击作用在铆钉杆上 25 反铆 顶铁顶住铆钉杆 铆枪锤击铆钉头 8 26 压铆 借助压铆设备的压力 挤压铆钉杆形成铆钉杆形成镦头 27 压铆的特点 连接质量好 生产效率高 劳动条件好 28 铆缝的形式 搭接 对接 型材连接 29 铆接制孔的方法 冲孔 钻孔 30 制窝的方法 压窝 锪窝 31 正铆法的特点 铆接件变形小 效率高 可以铆接较厚的零件 顶铁较重 要求开敞性好 32 反铆法的特点 适用于铆接通路差的结构 顶铁轻易于操作 不易产生夹层缺陷 铆接表 面质量差 33 飞机结构密封性的分类 气密性 油密性 水密性 防腐性 34 密封铆接 在铆接夹层中涂敷密封剂 或者在铆钉处涂密封剂或添加密封元件 或者使钉 孔过盈配合的铆接方法 35 常用的螺纹紧固件 螺栓 螺钉 螺柱 螺母 垫圈 螺套 开口销 36 胶接 通过胶粘剂将零件连接成装配件的工艺 37 金属胶接的优点 可以用于不同材料的连接 结合处应力分布均匀 工艺设备简单 表面 光滑 兼有密封能力 可以减小质量 疲劳强度高 38 金属胶接的缺点 使用温度较窄 剥离强度差 性能稳定性差 胶粘剂有老化问题 易产 生胶接缺陷 维修困难 39 金属结构胶接件的分类 板 板胶接件 板 芯胶接件 40 胶焊 点焊与胶接的混合连接方法 41 胶焊的分类 先焊后胶 先胶后焊 42 先焊后胶法 先进行点焊 再进行涂胶 焊点承受 100 的载荷 胶层只起密封 防腐和补 强的作用 43 先胶后焊法 先涂胶然后再进行点焊 主要由胶层承受载荷 焊点起胶层固化时定位和加 压的作用 44 装配中补偿的定义 对于零件上某些准确度要求高的尺寸 在装配中或者装配后 通过修 配补充加工或者调整 部分消除零件制造误差和装配误差 以达到所要求准确度的方法 45 补偿的作用 降低对零件制造时的互换性要求 保证飞机的协调准确度 46 补偿方法的分类 工艺补偿 设计补偿 47 工艺补偿 从工艺方面采取的补偿措施 通过在零件加工中留有一定的余量 在装配中修 配的方法进行 48 工艺余量的形式 周边余量 孔壁余量 厚度余量 9 49 设计补偿 通过对结构的适当设计 达到消除误差 提高装配精度的作用 50 设计补偿方法 补偿件 补偿结构 51 修配 对于难以达到互换性要求的零件 在加工时留出一定的工艺余量 在装配时按实际 情况进行加工 以达到相互配合的目的 52 部件精加工目的 为了消除装配过程中 由于定位和装配变形等原因形成的误差 采用的余量补偿的方法 在部 件 组件装配工作完成后 再次加工对接部位的面 孔 槽 蒙皮边缘 以满足部件之间互换 协调要求 53 飞机装配的准确度要求 空气动力外形准确度 各部件间的对接准确度 部件内各零件组 件的位置准确度 54 制造准确度 零件组件部件的实际形状和尺寸与理论尺寸相符合的程度 55 协调准确度 相互配合的零件组件部件之间配合部分的实际形状和尺寸相符合程度 航空复合材料技术 1 复合材料 由两种或者两种以上具有不同物理 化学性质的材料 以微观 介观或宏观等 不同的结构尺度与层次 经过复杂的空间组合而形成的新型材料 2 增强体 也称为增强材料 复合材料中起着提高强度 改善性能作用的部分 3 增强材料的分类 纤维 薄片 晶须和颗粒等 4 纤维增强材料的主要品种 碳纤维 玻璃纤维 芳纶纤维 玄武岩纤维 金属丝 硼纤维 等 5 纤维增强材料的形式 连续纤维 长纤维 短纤维 纤维编织物 6 晶须 在人工控制条件下 以单晶形式制取的一种细小短纤维 7 晶须材料具有高强度的原因 直径小 不能容纳大晶体中的常见缺陷 内部结构完整 原 子排列高度有序 强度不受表面完整性的限制 8 颗粒增强材料的常用成分 碳化硅 碳化钛 碳化硼 碳化钨 氧化铝 氮化硅 硼化钛 氮化硼和石墨等 9 夹芯材料 用于复合材料夹层结构的芯子材料 10 夹芯材料的分类 蜂窝芯材 泡沫芯材等 11 基体材料 复合材料中起着粘接增强材料 传递载荷作用的材料 12 基体材料的分类 树脂 金属 陶瓷 碳 10 13 树脂基体的分类 热固性 热塑性 14 常见的热固性树脂 环氧树脂 双马来酰亚胺 聚酰亚胺 聚脂 酚醛等 15 复合材料成形工艺 手糊成形 热压罐成形 模压成形 纤维缠绕成形 树脂传递成形 挤拉成形 16 金属基复合材料的分类 铝基 镁基 钛基 铜基 铁基 镍基等 17 金属基复合材料制备方法 粉末冶金 热压 熔体浸渗 搅拌铸造 共喷沉积 原位自生 长 18 陶瓷基复合材料的分类 氧化铝陶瓷 氧化锆陶瓷 碳化硅陶瓷 碳化硼陶瓷 氮化硅陶 瓷 氮化硼陶瓷 先进航空制造技术 1 先进航空制造技术的体现方向 大型整体轻量化金属结构件制造技术 数字化制造技术 高效数控加工技术 自动化柔性化飞 机结构装配技术 高效低成本先进复合材料制造技术 高能束流加工 特种焊接等新工艺技术 2 预应力喷丸 在喷丸成形前 借助预应力夹具等 先在板坯上施加变形力 形成弹性变形 然后再进行喷丸 成形的一种喷丸成形方法 3 扩散连接 在接触压力不足以引起塑性变形 和温度低于材料熔点的条件下 使零件的接触面通过原子相 互扩散而形成连接的方法 4 锻压 利用锻压设备上的锤头 砧块或模具对金属坯料施力使其产生塑性变形 制成形状 尺寸和组织性能合格锻件的制造方法 5 锻压的三个成形温度区域 冷锻 热锻 温锻 6 常用铸造方法 熔模铸造 石膏型铸造 金属型铸造 压力铸造 低压铸造 差压铸造 离心铸造和砂型铸造 7 航空先进焊接技术 电子束焊 摩擦搅拌焊 激光束焊接等 8 高速加工 切削速度在高速区的加工方法 在高速区切削力会随切削速度的增大而减小 9 3D 打印技术的分类 光固化立体成形 分层实体制造 选择性激光烧结 熔积成形等 10 振动切削 切削时 在刀具或者工件上附加振动的切削工艺 11 先进装配技术的内容 自动化装配工装 自动化装配单元 自动化装配系统 自动制孔 自动钻铆 装配检测 数字化管理技术等方面 11 12 先进装配工装的种类 行列式柔性装配工装 多点阵成形真空吸盘式柔性装配工装 分散 式机身柔性装配工装 自动对接平台 13 采用自动钻铆技术的目的 为了保证连接质量 提高机体的疲劳寿命 为了在大批量生产中提高生产效率 14 数字化装配中的几何位置测量系统 激光跟踪仪 激光雷达 室内 GPS iGPS 15 先进航空焊接技术的种类 电子束焊接 激光焊接 摩擦焊接 16 搅拌摩擦焊接原理 利用摩擦热与热性变形热作为焊接热源 在焊接过程中 搅拌针在旋 转的同时伸入工件的接缝中 旋转搅拌头与工件之间强烈摩擦热 使焊头前面的材料发生强烈 塑性变形 随着焊头的移动 高度塑性变形的材料逐渐沉积在搅拌头之后 形成焊缝 17 自动装配系统的组成 自动装配系统一般由 自动钻