飞机装配工艺课件-2

1、三、飞机制造装配中的互换和协调三、飞机制造装配中的互换和协调u飞机结构的特点飞机结构的特点u飞机制造的特点飞机制造的特点u飞机生产的模式飞机生产的模式保证协调性和互换性是飞机制造保证协调性和互换性是飞机制造装配中的主要矛盾和中心问题！装配中的主要矛盾和中心问题！u质量要求质量要求u成本要求成本要求 飞机批量生产要求其结构零、组、部飞机批量生产要求其结构零、组、部件具有件具有一定一定的的互换性互换性和和严格严格的的协调性协调性。 互换性是产品相互配合部分的结构属性，它指同互换性是产品相互配合部分的结构属性，它指同名零、组、部件在几何尺寸、形位参数和物理、机械名零、组、部件在几何尺寸、形位参数和物

2、理、机械性能各方面都能相互取代而具有的一致性。性能各方面都能相互取代而具有的一致性。 协调性指有协调关系（配合、对应关系等）的几协调性指有协调关系（配合、对应关系等）的几何尺寸、形位参数都能兼容而具有的一致性。何尺寸、形位参数都能兼容而具有的一致性。u协调性是保证互换性的必要条件；协调性是保证互换性的必要条件；u达到了协调性的结构元件，并非都具有互换性；达到达到了协调性的结构元件，并非都具有互换性；达到了互换性的结构元件，必然具有协调性。了互换性的结构元件，必然具有协调性。( (举例说明举例说明: :齿轮与主轴的配合）齿轮与主轴的配合）u飞机制造装配的经验证明，单纯靠采用公差配合制度飞机制造装

3、配的经验证明，单纯靠采用公差配合制度和各种传统的通用量具很难保证上述飞机制造的互换和各种传统的通用量具很难保证上述飞机制造的互换协调要求。协调要求。分分类类按性质分类按性质分类使用互换性使用互换性生产互换性生产互换性外部互换性外部互换性内部互换性内部互换性完全互换完全互换不完全互换不完全互换（替换）（替换）按互换部位按互换部位按互换级别按互换级别互换性的分类为了保证飞机的正常使用，对为了保证飞机的正常使用，对在使用中可能损坏的机体部件、组合件（如机在使用中可能损坏的机体部件、组合件（如机翼、尾翼、活动面、各种舱门、口盖）或成品翼、尾翼、活动面、各种舱门、口盖）或成品件（如发动机、特种设备、仪表

4、、油箱等），件（如发动机、特种设备、仪表、油箱等），要求具有不经挑选和补充加工就能更换，并在要求具有不经挑选和补充加工就能更换，并在更换后不影响飞机使用性能的要求。更换后不影响飞机使用性能的要求。为了保证生产的正常进行，为了保证生产的正常进行，对飞机的零件、装配件、段件和部件在装对飞机的零件、装配件、段件和部件在装配或对接时，不经挑选或修配就能满足装配或对接时，不经挑选或修配就能满足装配或对接要求而不影响产品装配质量的特配或对接要求而不影响产品装配质量的特性。要求具有生产互换性的范围比使用互性。要求具有生产互换性的范围比使用互换性的范围要广得多。换性的范围要广得多。机体和成品件的互换性。机体和

5、成品件的互换性。机体内各结构单元的互机体内各结构单元的互换性。换性。更换某些具有更换某些具有复杂配合形状的组合件或部件，允许在现复杂配合形状的组合件或部件，允许在现场进行修配或补充加工来达到使用要求场进行修配或补充加工来达到使用要求。1.1.气动力外形的互换要求气动力外形的互换要求 组合件和部件本身的气动力外形互换组合件和部件本身的气动力外形互换 组合件、部件与相邻件相对位置技术要求组合件、部件与相邻件相对位置技术要求2.2.部件对接接头的互换要求部件对接接头的互换要求 对接配合部位的协调要求对接配合部位的协调要求 对接处间隙要求对接处间隙要求 对接处切面外形吻合性要求对接处切面外形吻合性要求

6、3.3.强度互换要求强度互换要求4.4.重量（包括重心）互换要求重量（包括重心）互换要求 1.1.保证协调准确度的基本方法保证协调准确度的基本方法 2.2.按独立制造原则进行协调按独立制造原则进行协调 3.3.按相互联系原则进行协调按相互联系原则进行协调4.4.按相互修配原则进行协调按相互修配原则进行协调5.5.三种尺寸传递原则的应用三种尺寸传递原则的应用 从保证飞机产品几何准确度的角度看，产品的制造从保证飞机产品几何准确度的角度看，产品的制造过程就是将产品图样上的理论尺寸以最小的误差传递到过程就是将产品图样上的理论尺寸以最小的误差传递到产品上去的过程。产品上去的过程。传统的飞机制造模式中，飞

7、机零件大传统的飞机制造模式中，飞机零件大多为钣金件，不能用一般的机械加工方法来制造，而是多为钣金件，不能用一般的机械加工方法来制造，而是利用大量的标准和专用的工艺装备来制造，这些工艺装利用大量的标准和专用的工艺装备来制造，这些工艺装备能以实物模拟量体现产品的尺寸和形状。在将这些零备能以实物模拟量体现产品的尺寸和形状。在将这些零件装配成组合件和部件时，其件装配成组合件和部件时，其装配准确度和互换性装配准确度和互换性的保的保证方法也不能像一般机械产品那样靠零件的制造准确度证方法也不能像一般机械产品那样靠零件的制造准确度本身来保证，而必须要本身来保证，而必须要装配工艺装备装配工艺装备来保证。来保证。

8、 在飞机制造中，将产品理论尺寸传递到在飞机制造中，将产品理论尺寸传递到工艺装备上去往往要经过很多传递环节和多工艺装备上去往往要经过很多传递环节和多次反复移形过程。在制订产品的装配和协调次反复移形过程。在制订产品的装配和协调方案时，要注意选择合理的、能保证各类工方案时，要注意选择合理的、能保证各类工艺装备协调的尺寸传递体系（协调路线）。艺装备协调的尺寸传递体系（协调路线）。 工艺装备的协调路线是：工艺装备的协调路线是：根据所采用的尺根据所采用的尺寸传递体系说明，由产品图纸通过实物模拟量寸传递体系说明，由产品图纸通过实物模拟量（模线、样板、标准工艺装备）或数字信息（模线、样板、标准工艺装备）或数字

9、信息（产品几何数学模型），将机体上某一配合或（产品几何数学模型），将机体上某一配合或对接部位中一个或一组协调的尺寸和形状，传对接部位中一个或一组协调的尺寸和形状，传递到有关工艺装备上去的传递环节、传递关系递到有关工艺装备上去的传递环节、传递关系和传递流程图。和传递流程图。1.1.保证协调准确度的基本方法保证协调准确度的基本方法 无论是采用一般机械制造中的无论是采用一般机械制造中的公差配合制度公差配合制度，还，还是采用是采用模线样板方法模线样板方法作为飞机制造中保证互换性的方作为飞机制造中保证互换性的方法，产品互换性的基础都是保证法，产品互换性的基础都是保证制造准确度与协调准制造准确度与协调准确

10、度。确度。 图纸图纸量具量具工艺装备工艺装备产产品品尺寸传递过程尺寸传递过程v制造准确度：飞机零件、组合键或部件的制造实际制造准确度：飞机零件、组合键或部件的制造实际形状和尺寸与飞机图纸上所规定的公称尺寸相符合形状和尺寸与飞机图纸上所规定的公称尺寸相符合的程度；的程度；v协调准确度：两个相配合的零件、组合件或部件之协调准确度：两个相配合的零件、组合件或部件之间配合部分的实际形状和尺寸相符合的程度。间配合部分的实际形状和尺寸相符合的程度。v为保证飞机装配质量，在飞机制造中首要保证协调为保证飞机装配质量，在飞机制造中首要保证协调准确度；准确度；v零部件的制造准确度越高，装配时的协调准确度越零部件的

11、制造准确度越高，装配时的协调准确度越高；高； 显然要使两个相互配合显然要使两个相互配合的零件的同名尺寸相互协调，的零件的同名尺寸相互协调，它们的尺寸传递过程之间就它们的尺寸传递过程之间就必然存在一定的联系。如图必然存在一定的联系。如图所示，零件所示，零件A A和零件和零件B B是要相是要相互协调的。假定互协调的。假定L LA A和和L LB B是协是协调尺寸，则它们的形成经过调尺寸，则它们的形成经过了许多次尺寸传递，其中有了许多次尺寸传递，其中有的是两个尺寸公共的环节，的是两个尺寸公共的环节，有的尺寸是两个尺寸各自的有的尺寸是两个尺寸各自的环节，后者将产生两个尺寸环节，后者将产生两个尺寸的协调

12、误差的协调误差ABAB。保证协调准确度的基本方法保证协调准确度的基本方法联系因数联系因数K K（表示两个零件在尺寸（表示两个零件在尺寸传递过程中的联系紧密程度）：传递过程中的联系紧密程度）：)(221nnmKm m1,1,独立制造原则；独立制造原则；m, m, 相互联系原则；相互联系原则；m1m1，即，即m=min(nm=min(n1,1,n n2 2),),且且n n2 2n1+1(或n1n2+1), ,相互修配原则。相互修配原则。2.2.按独立制造原则进行协调按独立制造原则进行协调 制造误差的方程式可以写制造误差的方程式可以写成下列形式：成下列形式：110niiA210njjB 因此，因此

13、，A A和和B B零件尺寸的零件尺寸的协调误差可由下式确定：协调误差可由下式确定： 2111njjniiBAAB协调误差带公式为：协调误差带公式为：2111njjniiABL1LiLnL1LiLnL1LiLnL1LiLn 相互配合的零件，按独立制相互配合的零件，按独立制造原则进行协调时，协调准确度造原则进行协调时，协调准确度实际上要低于各个零件本身的制实际上要低于各个零件本身的制造准确度。为保证两个零件具有造准确度。为保证两个零件具有比较高的协调准确度，就要求各比较高的协调准确度，就要求各个零件应具有更高的制造准确度。个零件应具有更高的制造准确度。按独立制造原则进行协调按独立制造原则进行协调3

14、.3.按相互联系原则进行协调按相互联系原则进行协调当零件按相互联系制造原则进行协调时，零件之间的协调准确度只当零件按相互联系制造原则进行协调时，零件之间的协调准确度只取决于各零件尺寸单独传递的那些环节，尺寸传递过程中的公共环取决于各零件尺寸单独传递的那些环节，尺寸传递过程中的公共环节的准确度并不影响零件之间的协调准确度。节的准确度并不影响零件之间的协调准确度。 制造误差的方程式可写成下列形式：制造误差的方程式可写成下列形式： 1110nmiimkkA2110nmjjmkkB 因此，因此，A A和和B B零件尺寸的零件尺寸的协调误差可由下式确定：协调误差可由下式确定： 协调误差带公式为：协调误差

15、带公式为：2111nmjjnmiiBAAB2111nmjjnmiiAB按相互联系原则进行协调按相互联系原则进行协调 如果其它条件相同，采用独立制造和相互如果其它条件相同，采用独立制造和相互联系制造两种不同的协调原则时，即使零件制造联系制造两种不同的协调原则时，即使零件制造准确度相同，但却得到不同的协调准确度。按相准确度相同，但却得到不同的协调准确度。按相互联系制造原则能得到更高的协调准确度。而且互联系制造原则能得到更高的协调准确度。而且在尺寸传递过程中公共环节越多，协调准确度也在尺寸传递过程中公共环节越多，协调准确度也就越高。就越高。 采用相互修配原则进行采用相互修配原则进行协调时，协调准确度

16、仅决定协调时，协调准确度仅决定于将于将A A零件的尺寸传递给零件的尺寸传递给B B零零件时这一环节的准确度。件时这一环节的准确度。 4. 4. 按相互修配原则进行协调按相互修配原则进行协调 这种协调原则的联系系数这种协调原则的联系系数K K最大。在一般情况下，这种协调原最大。在一般情况下，这种协调原则比按相互联系制造原则能够达到更高的协调准确度。则比按相互联系制造原则能够达到更高的协调准确度。 制造误差的方程式制造误差的方程式可写成下列形式：可写成下列形式： A A和和B B零件尺寸的协调零件尺寸的协调误差可由下式确定：误差可由下式确定： 协调误差带公式为：协调误差带公式为：mkkA10111

17、0mAmmkkB1mBAAB1mAB按相互修配原则进行协调按相互修配原则进行协调按按相相互互修修配配原原则则进进行行协协调调5.5.三种尺寸传递原则的应用三种尺寸传递原则的应用 n根据飞机构造和制造特点，对于根据飞机构造和制造特点，对于与气动外形有与气动外形有关的零件关的零件，要达到较高的制造准确度比较困难，要达到较高的制造准确度比较困难，或者在经济上不合理。但是为了保证互换，首或者在经济上不合理。但是为了保证互换，首先必须保证协调准确度。实际上，在飞机生产先必须保证协调准确度。实际上，在飞机生产中出现的问题大量是协调方面的。若采用独立中出现的问题大量是协调方面的。若采用独立制造原则，为达到协

18、调准确度要求，就必须对制造原则，为达到协调准确度要求，就必须对零件制造准确度提出更高的要求。这一点用目零件制造准确度提出更高的要求。这一点用目前常规的制造方法难以做到。前常规的制造方法难以做到。 三种尺寸传递原则的应用三种尺寸传递原则的应用 形状复杂的零件采用相互联系制造原则。形状复杂的零件采用相互联系制造原则。在制在制造过程中，将那些技术难度大、制造准确度不造过程中，将那些技术难度大、制造准确度不可能达到很高的环节，作为尺寸传递的公共环可能达到很高的环节，作为尺寸传递的公共环节，这样就能显著地提高零件之间的协调准确节，这样就能显著地提高零件之间的协调准确度。由于飞机构造上的特点，采用这种原则

19、保度。由于飞机构造上的特点，采用这种原则保证协调具有特别重要的现实意义。证协调具有特别重要的现实意义。而独立制造而独立制造原则仅适用于那些形状比较简单的零件，如起原则仅适用于那些形状比较简单的零件，如起落架、操纵系统等机械加工件零件。落架、操纵系统等机械加工件零件。 三种尺寸传递原则的应用三种尺寸传递原则的应用 采用独立制造原则便于组织生产，能够平行、采用独立制造原则便于组织生产，能够平行、独立地制造零件、组合件或部件，以及各种独立地制造零件、组合件或部件，以及各种工艺装备。故扩大了制造工作面，有利于缩工艺装备。故扩大了制造工作面，有利于缩短生产准备周期，也便于开展广泛的合作。短生产准备周期，

20、也便于开展广泛的合作。而当采用相互联系制造原则时，生产中所用而当采用相互联系制造原则时，生产中所用的工艺装备都必须按一定的协调关系依次制的工艺装备都必须按一定的协调关系依次制造，显然使生产周期加长。造，显然使生产周期加长。 三种尺寸传递原则的应用三种尺寸传递原则的应用 按相互修配原则进行协调，虽然能够保证零按相互修配原则进行协调，虽然能够保证零件之间有很好的协调性，但不能达到零件互件之间有很好的协调性，但不能达到零件互换性的要求。同时，修配劳动量达，装配周换性的要求。同时，修配劳动量达，装配周期长。只有在其它协调原则在技术上和经济期长。只有在其它协调原则在技术上和经济上都不合理，而且不要求零件

21、具有互换性时，上都不合理，而且不要求零件具有互换性时，才采用这种协调原则。一般在飞机成批生产才采用这种协调原则。一般在飞机成批生产中尽量少用，在飞机试制中应用较多。中尽量少用，在飞机试制中应用较多。 CAD/CAMCAD/CAM技术的迅速发展技术的迅速发展, ,为在飞机制造中为在飞机制造中广泛使用独立制造原则创造了条件。飞机的广泛使用独立制造原则创造了条件。飞机的外形可以通过建立相应的数学模型来准确地外形可以通过建立相应的数学模型来准确地加以描述，飞机结构件的几何形状和尺寸也加以描述，飞机结构件的几何形状和尺寸也可以存贮在计算机里。在此基础上，产品的可以存贮在计算机里。在此基础上，产品的几何信

22、息就直接传递给计算机绘图设备和数几何信息就直接传递给计算机绘图设备和数控加工设备，以输出图形和进行加工。控加工设备，以输出图形和进行加工。五、飞机装配准确度的协调系统五、飞机装配准确度的协调系统v对协调路线的设计要求用模线样板方法协调产品的形状和尺寸是飞机制造的用模线样板方法协调产品的形状和尺寸是飞机制造的特点。从飞机图纸传递形状和尺寸到所制造的零件与产特点。从飞机图纸传递形状和尺寸到所制造的零件与产品上的过程中，伴随着形状和尺寸的转移，误差积累，品上的过程中，伴随着形状和尺寸的转移，误差积累，最终得到产品的最后形状和尺寸。由此可见，协调路线最终得到产品的最后形状和尺寸。由此可见，协调路线设计

23、得如何，直接影响到产品得准确度制造准确度和设计得如何，直接影响到产品得准确度制造准确度和协调准确度，因此，对尺寸传递体系的基本要求是：协调准确度，因此，对尺寸传递体系的基本要求是：保证飞机零件、组合件、段件和部件的互换性，即保证保证飞机零件、组合件、段件和部件的互换性，即保证它们主要的几何参数它们主要的几何参数-外形、接头和分离面的互外形、接头和分离面的互换性。换性。从模线、样板、工艺装备直到零件的形状和尺寸，其传从模线、样板、工艺装备直到零件的形状和尺寸，其传递环节应尽可能少，且这些环节的误差量为最小，而其递环节应尽可能少，且这些环节的误差量为最小，而其中公共环节的数量为最大。中公共环节的数量为最大。n设计协调路线应特别注意保证基准零件或组合件的设计协调路线应特别注意保证基准零件或组合件的准确度。在装配时，如果以蒙皮表面为基准在装配型准确度。在