第三节--飞机装配准确度和装配过程要点.ppt

三 飞机装配准确度和装配过程 3 1飞机结构的分解 飞机结构划分为部件 在部件和部件之间 部件和可卸件之间的连接一般都是采用可拆卸的连接 部件和部件之间 部件和可卸件之间所形成的可拆卸的分离面 称为设计分离面 主要便于在使用和维修过程中迅速拆卸和重新安装 机翼划分成段件示意图1 前段 2 中段 3 后段 机翼划分成段件和板件示意图 1 翼肋 2 前缘翼肋 3 机翼前缘 4 机翼前梁 5 机翼中段上 下壁板 6 机翼后梁 7 机翼中段 8 机翼后部 9 翼尖 10 机翼后部上 下壁板 11 机翼后部纵墙 12 副翼 13 副翼调整片 14 襟翼 15 翼肋后段 16 翼肋中段 机身各段划分为板件和组合件示意图1 侧板件 2 中段大梁 3 隔框 4 机身后段下板件 5 机身中段下板件 板件 段件或组合件之间一般采用不可拆卸的连接 它们的分离面称为工艺分离面 将整架飞机的各部件按工艺分离面进一步划分成段件 板件和组合件的做法 若工艺分离面划分合理 将有着明显的技术经济效果 3 由于改善了装配工作的开敞性 有利于提高产品的装配质量 2 减少了复杂的部件或段件的装配型架数量 1 增加了平行装配工作面 为提高装配工作的机械化和自动化程度创造了条件 在飞机设计时 考虑工艺分离面的部位 形式和数量 必须从成批生产的要求出发 批量大 工艺分离面划分多 批量小 工艺分离面划分少 飞机结构的划分 其重要意义不仅仅表现在需要综合考虑结构 使用和生产上的要求 而且由于划分的结果 必然会涉及强度 重量和气动方面的问题 因此 在决定划分方案时 必须综合研究上述各方面的因素 结构设计上已有的工艺分离面 考虑到具体的生产情况和批量时 也可以不加利用 3 2装配准确度 一 飞机装配准确度要求 外形要求一般翼面部件比机身部件的外形准确度要求高 部件最大剖面前比最大剖面后要求高 不同型别的飞机 其要求也不同 部件准确度的技术要求 一般包括以下几个方面 1 部件气动力外形准确度 部件外形波纹度1 理论外形 2 实际外形 3 等距样板或等距卡板的工作外缘 h 外形误差 L 波长 H 波深 yn yn 1 yn 2 在相邻波峰波谷处蒙皮外形与等距样板或等距卡板的间距 另一种外形要求可以用外形波纹度表示 外形波纹度是指一定范围内的波高误差 高速歼击机允许的翼面展向波纹度不大于0 5 400mm mm 表面平滑度要求 表面不平滑度误差包括铆钉 螺钉 焊点处的局部凸凹缺陷 蒙皮对缝间隙和阶差等 2 部件内部组合件和零件的位置准确度 如大梁轴线 翼肋轴线 隔框轴线 长桁轴线等的实际装配位置相对于理论轴线的位置偏差 一般规定 3 部件间相对位置的准确度 长桁的位置偏差为 2mm等 普通肋轴线的位置偏差为 1 2mm 梁轴线允许的位置偏差和不平度为 0 5 1 0mm 表示机尾翼相对于机身位置准确度参数是上反角 或下反角 安装角 和后掠角 表示各操纵面相对于固定翼面位置的准确度参数是阶差 剪刀差和间隙 副翼相对于机翼的位置准确度要求1 检验样板 2 型架 3 机翼外形 4 副翼外形 A 机翼 B 副翼 表示机身各段间相对位置准确度参数是同轴度 部件设计分离面 如机身与机翼 机身与机身间 一般采用叉耳式接头或围框式 凸缘式 接头连接 叉耳式接头 围框式 凸缘式 接头 当部件对接时 既要符合部件间相对位置的准确度要求 又要符合对接接合的准确度要求 在工艺上比较困难 所以在结构设计时 要考虑结合面的工艺性 右图比左图工艺性好 飞机装配是由大量刚度较小的零件在空间组合 连接的结果 故飞机装配准确度很大程度上取决于装配型架 夹具 的准确度 二 制造准确度和协调准确度 制造准确度是指产品的实际尺寸与图纸上所规定的名义尺寸相符合的程度 协调准确度是指两个飞机零件 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 设计规定前 后接头之间的距离为L 而中翼和外翼制成后实际尺寸分别为L1及L2 两者制造误差分别为 1 L1 L 2 L2 L接头间的协调误差 L1 L2协调准确度的要求一般要高于制造准确度的要求 装配过程中 需要协调的内容一般为 1 工件与工件之间的协调 隔框结构1 上框缘 2 下框缘 为保证工件之间的协调要求 必须使制造工件的模具也是相互协调的 2 工件与装配夹具 型架 之间的协调 在机翼装配中 为保证前梁组合件与机翼前段型架的定位器相贴合 为保证机翼前段与机翼总装型架的定位器相贴合 则夹具 型架 之间应当是相互协调的 三 提高装配准确度的补偿方法 一般希望进入装配各阶段的零件 组合件及部件具有生产互换性 但对某些复杂零件 在经济上是不合理的 技术上也难以达到 补偿的方法就是零件 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 在飞机装配中 常用的补偿方法 1 修配例如机身或机翼的蒙皮 一般尺寸比较大 有时长达5 6m 零件刚度又小 蒙皮之间对缝间隙有时要求又很严 一般小于1 5mm 零件制造难以达到这样的准确度 因此在蒙皮制造时 在边缘处留出一定的加工余量 在装配时和相邻的蒙皮相互修配 此方法不具有互换性 2 装配后精加工 外翼和中翼对接分离面的精加工示意图 a 加工余量示意图 b 外翼精加工示意图 装配后精加工是工件装配后在专用设备上 如精加工台 单独地依据样板 钻模或靠模进一步加工 精加工后 工件具有互换性 3 可调补偿件 发动机与机身连接图 主接头上装有球面衬套 以补偿机身两接头和发动机主接头的不同轴度 利用辅助接头上可调螺杆调整发动机轴线和机身的相对位置 机身与发动机连接1 主接头 2 辅助接头 发动机通过发动机架与机身的连接图 通过偏心球面衬套4及可调螺杆7调整发动机相对于机身的位置 利用补偿件时 为了使装配工作能顺利进行 在结构设计时 应尽量减少复杂的协调关系 a 图补偿件有四个面与零件贴合 b 图补偿件有三个面与零件贴合 c 图补偿件有二个面与零件贴合 c 结构的工艺性较好 3 3装配基准 飞机各部件外形准确度 关系到飞机的飞行性能 因此 在装配过程中 如何提高外形准确度 是飞机装配中比较重要的一个问题 在装配过程中 使用两种装配基准 1 以骨架为基准的装配 2 以蒙皮外形为基准的装配 装配过程中工艺基准按功能分有三类 定位基准 用以确定结构件在设备或工艺装备上的相对位置 测量基准 用于测量结构件装配位置尺寸的起始位置 装配基准 用以确定结构件之间的相对位置 1 以骨架为基准的装配 1 定位孔 2 蒙皮 3 橡皮绳 4 桁条 5 翼肋 装配过程 1 翼肋按定位孔定位 铆上桁条 组成骨架 3 进行骨架与蒙皮的铆接 2 放上蒙皮 用橡皮绳或钢带拉紧 1 大梁 2 翼肋 3 蒙皮厚度垫片 4 卡板 5 蒙皮 装配过程 1 翼肋按卡板定位 和大梁 桁条等组成骨架 3 进行骨架与蒙皮的铆接 2 放上蒙皮 用卡板压紧 以骨架为基准进行装配的方法 其误差积累是 由内向外 最后积累的误差反映在部件外形上 部件外形误差由以下几项误差积累而成 骨架零件制造的外形误差 装配后产生的变形 蒙皮和骨架由于贴合不紧而产生的误差 蒙皮的厚度误差 骨架的装配误差 部件外形准确度主要取决于零件制造后骨架装配的准确度 为提高外形准确度 必须提高零件制造准确度和骨架装配准确度以及减少装配变形等 适用于 1 外形准确度要求较低的部件 2 翼型高度较小 不便于采用结构补偿的部件 2 以蒙皮外形为基准的装配 1 桁条 2 撑杆 3 卡板 4 蒙皮 5 翼肋 装配过程 1 在结构上翼肋分成两个半部 首先将半肋和桁条先铆在蒙皮上 3 将两个半肋连接在一起 2 用撑杆将蒙皮顶紧在卡板上 1 蒙皮 2 隔框 3 卡板 4 角钢 5 角片 6 补偿片 7 桁条 8 工艺螺栓 装配过程 1 蒙皮 桁条和补偿片首先装配成板件 3 将补偿片和长桁上的角片与隔框铆接在一起 2 在型架内按卡板外形定位 用工艺螺栓将板件紧贴在卡板外形上 以蒙皮外形为基准的装配方法 误差积累是 由外向内 的 积累的误差在内部骨架连接时用补偿的方法来消除 部件外形误差由以下几项误差积累而成 装配型架卡板的外形误差 适用于外型准确度要求高的部件 且结构布置和连接通路都能满足要求 装配后产生的变形 蒙皮和卡板外形之间由于贴合不紧而产生的误差 由于飞机速度不断提高 一般采用厚蒙皮或整体壁板结构 这类零件和结构由于刚度较大 难以在装配型架内通过外力进行校形 在结构上和工艺上要采取其它各种措施 壁板化机翼结构 待梁架装配完后 在专用精加工台上进行外形加工 其误差积累方向是 由内向外 的 其积累的误差通过精加工消除掉 3 4装配定位 在装配过程中 首先要确定零件 组合件 板件 段件之间的相对位置 也就是定位问题 常用的定位方法 一 基准零件定位机械零件常用 用于零件刚度较大的定位 二 用划线定位根据飞机图纸用通用量具划线定位 这种方法定位准确度较低 一般用于刚度较大 位置准确度要求不高的部件 三 用装配孔定位 装配时用预先在零件上制出的装配孔来定位 两个零件用装配孔确定其相对位置时 装配孔的数量应不少于两个 装配孔的数量取决于零件的尺寸和刚度 尺寸大刚度小的零件 装配孔的数量应适当加多 为保证相连接的零件间装配孔是协调的 一般是采用模线样板法 首先按1 1准确地在铝板上画出组合件的结构图 结构模线 在结构模线上标出装配孔 然后以结构模线为标准分别制造各零件钻孔用的样板 零件上的装配孔则按各自的样板钻孔 用装配孔装配板件 四 用装配夹具 型架 定位 1 机翼 2 主梁接头定位器 3 前梁接头定位器 4 副翼悬挂接头定位器 5 卡板 飞机装配夹具除了起定位作用外 还有校正零件形状和限制装配变形的作用 所以飞机装配夹具的定位件不遵守 六点定位原则 往往采用多定位面的 超六点定位 即 超定位 方法 3 5装配工艺过程设计 装配工艺过程设计一般首先按部件编制装配方案 各部件装配方案包括 部件的工艺分离面图表 工艺装备品种表 工艺装备协调图表 装配指令性工艺规程 包括装配基准 定位方法 工艺装备等 部件装配图表 或称装配流程图 包括由板件 段件 到部件的装配顺序 平行工作内容等 在制定部件装配方案时 应根据生产规模研究结构的工艺分离面 试制或小批生产时 应采用集中装配原则 即装配工作比较集中在部件总装型架内进行 在成批生产中 因为要尽量扩大平行工作面 故应充分利用工艺分离面 一般产量越大 装配分散程度也应越大 这种装配原则称为分散装配原则 一 装配单元的划分 以成批生产为例 一般采用分散装配原则 为提高装配的机械化程度 应特别注意提高部件的板件化程度 1 驾驶舱组合件 2 侧板件 3 隔框 4 起落架舱 5 舱盖 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 伊尔 86 机身工艺分解图 a 机身部件 b 板件 段件 c 组合件 板件 伊尔 86 机翼工艺分解图 1 前梁 2 外翼前缘 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 发动机吊舱 11 外翼 12 前襟翼 13 中翼组合件 14 襟翼 15 16 副翼 17 中翼 结构的工艺分离面 其组合的先后次序可能有好几种方案 机翼典型切面结构示意图1 机翼前缘 2 前梁 3 5 梁和翼肋中段的连接角材 4 翼肋中段 6 后梁 7 机翼后缘 机翼段划分示意图 1 2 带前梁的机翼前段 6 7 带后梁的机翼后段 4 翼肋中段 8 上板件 9 下板件 10 下板件 11 可卸板件 该方案是将前梁划分到前段上 将后梁划分到后段上 中段上 下蒙皮预先分别与长桁连接 然后在机翼总装型架内组合并铆接 机翼段划分示意图 1 不带前梁的机翼前段 2 4 6 由前梁 后梁 翼肋中段和上 下板件组成的机翼中段 7 不带后梁的机翼后段 该方案是把前梁 后梁和翼肋中段 上 下板件组成并铆接成中段 前段不带前梁 后段不带后梁 然后在机翼总装型架内组合并铆接 上述两种方案从工艺上讲都是可行的 方案 前 后段工艺刚度大 对保证前 后段的外形有利 但总装工作量比方案 大 方案 前 后段工艺刚度小 但总装工作量少些 部件结构形式是各种各样的 在工艺分解时可能会碰到这样或那样的复杂情况 但方案选择时应考虑 在实践工作中 往往会在各种方案中出现矛盾的情况 此时要根据具体情况 即产量大小及工厂经验等 权衡主次 求得合理解决 是否有利于减少部件总装阶段的工作量等 是否有利于尺寸和形状的协调 装配单元的工艺刚度 工艺上的开敞性 构造上的可能性 二 补偿结构的合理利用 产品装配的难易 在很大程度上取决于部件的结构 即结构的工艺性 在结构已经确定的情况下 工艺人员应合理使用各种补偿结构 机翼结构局部示意图 1 蒙皮 2 翼肋 3 补偿片 4 长桁 几种蒙皮 长桁和隔框连接方案的示意图 a 桁条用角片与隔框连接 b 桁条下陷段与隔框 蒙皮连接 c 桁条与隔框不直接连接 d 隔框下陷段与桁条和蒙皮相连接 1 蒙皮 2 隔框 3 长桁 4 补偿片 从工艺性由好到差顺序为 c a b d 机翼装配过程示意图 机翼装配图表 在编制部件指令性装配工艺规程时 应注意下述两点 尽量增加段 部件架外工作量 尽量减少飞机总装配工作量 在上图的机翼装配中 安排了机翼架外工作 也就是机翼在型架内装配到已具有