飛機(jī)裝配的基本過程

1、飛機(jī)裝配的基本過程劉瑞同同濟(jì)大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院一、飛機(jī)裝配的基本問題一、飛機(jī)裝配的基本問題n飛機(jī)制造過程的主要環(huán)節(jié)是裝配，包括機(jī)體部件的裝配和各系統(tǒng)在機(jī)體內(nèi)的安裝（飛機(jī)總裝）；n飛機(jī)裝配過程是將大量的飛機(jī)零件按圖紙、技術(shù)要求進(jìn)行組合、連接的過程；n飛機(jī)裝配的最終目的是生產(chǎn)出具有合格質(zhì)量的飛機(jī)產(chǎn)品；n對于批量生產(chǎn)的飛機(jī)，還要盡可能保證飛機(jī)具有較好的互換性，這樣才能大幅降低成本、提高飛機(jī)的可靠性以及保證較好的維修性；1.1設(shè)計分離面和工藝分離面n從系統(tǒng)論的角度出發(fā)，需要將飛機(jī)劃分成若干功能相對獨立的子系統(tǒng)；n這種方法可以使整個研發(fā)、制造過程易于并行實施、便于管理；n對飛機(jī)結(jié)構(gòu)來說，根據(jù)使用、運

2、輸、維護(hù)等方面的需要將整架飛機(jī)在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行劃分多個部件、段件和組件；n這些部件、段件和組件之間一般采用可拆卸的連接，這樣所形成的可拆卸的分離面就是設(shè)計分離面。n即使飛機(jī)被劃分成多個部件，這樣的部件還是十分復(fù)雜的，由于部件的劃分是按照功能、實用等劃分的，因此在部件裝配的時候還需要將部件進(jìn)一步劃分從而形成更小的板件、段件、組合件等等；n這些組合件在裝配時一般采用不可拆卸的連接，他們之間的分離面稱為工藝分離面；n合理的劃分工藝分離面，也就是合理地對部件進(jìn)行剖分，對制造是極有好處的。增加了平行裝配工作面，提高了裝配工作的機(jī)械化和自動化；改善了裝配工作的開放性，有利于提高產(chǎn)品的裝配質(zhì)量；部件的板件化程度

3、是評價結(jié)構(gòu)工藝性的重要指標(biāo)。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)盡量提高板件化程度。n一般來說在飛機(jī)設(shè)計階段不僅應(yīng)該確定設(shè)計分離面，也應(yīng)該充分考慮工藝分離面，如果考慮不充分或者存在一些問題，就會給制造帶來很大影響；n但很多情況由于設(shè)計人員對制造的認(rèn)識不足而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，這就需要工藝人員綜合多方面因素考慮合理設(shè)置工藝分離面。因此，設(shè)計人員應(yīng)該了解制造，這也是目前機(jī)械專業(yè)強(qiáng)調(diào)設(shè)計制造一體化的重要原因！二、飛機(jī)裝配過程n基準(zhǔn)：確定結(jié)構(gòu)件之間位置的一些點、線、面。n飛機(jī)的設(shè)計基準(zhǔn)包括飛機(jī)水平基準(zhǔn)線、對稱軸線、翼弦平面、梁軸線、長桁軸線、框軸線、肋軸線等。n設(shè)計基準(zhǔn)一般是不存在于結(jié)構(gòu)件表面的點、線、面，為制造和裝配

4、需要，設(shè)立（裝配）工藝基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)確定結(jié)構(gòu)件在工裝上的相對位置；裝配基準(zhǔn)確定結(jié)構(gòu)件之間的相對位置；測量基準(zhǔn)測量結(jié)構(gòu)件裝配位置尺寸的起始位置。在裝配過程中，使用兩種裝配基準(zhǔn)：桁條桁條翼肋翼肋鉚接鉚接骨架骨架蒙皮蒙皮大梁大梁鉚接鉚接鉚接鉚接半肋半肋半肋半肋桁條桁條蒙皮蒙皮機(jī)翼機(jī)翼n選擇定位基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)應(yīng)遵循四個原則：裝配定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)統(tǒng)一原則裝配定位基準(zhǔn)與零件加工基準(zhǔn)統(tǒng)一原則裝配基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合原則基準(zhǔn)不變原則三、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，這就是定位問題。 在裝配工作中，對定位的要求是：保證定位符合飛機(jī)圖紙和技術(shù)條件中所規(guī)定的準(zhǔn)確度要求；定

5、位和固定要操作簡單可靠；所用的工藝裝備簡單，制造費用低。 n常用的三種方法n采用裝配型架定位是飛機(jī)裝配的主要方式。保證了零件、組件在空間具有準(zhǔn)確的位置；校正零件形狀和限制裝配變形的作用。n飛機(jī)裝配中一般可不遵守六點定位原則，而采用超定位的方法。n二次定位誤差問題。類別類別方法方法特點特點選用選用劃線定位法劃線定位法1 用通用量具和劃用通用量具和劃線工具劃線線工具劃線2 用專用樣板劃線用專用樣板劃線3 用明膠模線曬相用明膠模線曬相的方法的方法1 簡便易行簡便易行2 裝配準(zhǔn)確度低裝配準(zhǔn)確度低3 工作效率低工作效率低4 節(jié)省工裝費用節(jié)省工裝費用1 新機(jī)研制時盡可能新機(jī)研制時盡可能采用采用2 成批生產(chǎn)

6、時，簡單成批生產(chǎn)時，簡單的、易于測量、準(zhǔn)確度的、易于測量、準(zhǔn)確度要求不高的零件定位要求不高的零件定位3 作為其它定位方法作為其它定位方法的輔助定位的輔助定位基準(zhǔn)件定位法基準(zhǔn)件定位法以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件上的某以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件上的某些點、線、面確定待些點、線、面確定待裝件的位置裝件的位置1 簡便易行、節(jié)省工簡便易行、節(jié)省工裝、裝配開暢、協(xié)調(diào)性裝、裝配開暢、協(xié)調(diào)性好好2 基準(zhǔn)件必須具有較基準(zhǔn)件必須具有較好的剛性和位置準(zhǔn)確度好的剛性和位置準(zhǔn)確度1 有配合關(guān)系的、有配合關(guān)系的、尺寸或形狀相一致的尺寸或形狀相一致的零件之間的裝配零件之間的裝配2 與其它定位方法與其它定位方法混合使用混合使用裝配孔定位法裝配孔定位法在相

7、互連接的零件在相互連接的零件（組合件）上，按一（組合件）上，按一定的協(xié)調(diào)路線分別制定的協(xié)調(diào)路線分別制出孔，裝配時零件以出孔，裝配時零件以對應(yīng)的孔定位來確定對應(yīng)的孔定位來確定零件（組合件）的相零件（組合件）的相互位置互位置1 定位迅速、方便定位迅速、方便2 不用或僅用簡易不用或僅用簡易的工裝的工裝3 定位準(zhǔn)確度比工定位準(zhǔn)確度比工裝定位的低，比劃線裝定位的低，比劃線定位的高定位的高1 單曲度，平滑雙曲度單曲度，平滑雙曲度壁板中蒙皮、長桁、框的壁板中蒙皮、長桁、框的裝配裝配2 內(nèi)部加強(qiáng)件的定位內(nèi)部加強(qiáng)件的定位3 平面組合件非外形零平面組合件非外形零件的定位件的定位4 組合件與組合件之間組合件與組合件

8、之間的定位的定位裝配型架定位法裝配型架定位法利用型架定位確定結(jié)利用型架定位確定結(jié)構(gòu)件的裝配位置或加構(gòu)件的裝配位置或加工位置（如精加工臺）工位置（如精加工臺）1 定位準(zhǔn)確度高定位準(zhǔn)確度高2 限制裝配變形或強(qiáng)限制裝配變形或強(qiáng)迫低剛性結(jié)構(gòu)件符合工迫低剛性結(jié)構(gòu)件符合工裝裝3 能保證互換部件的能保證互換部件的協(xié)調(diào)協(xié)調(diào)4 生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長應(yīng)用廣泛的定位方法，應(yīng)用廣泛的定位方法，能保證各類結(jié)構(gòu)件的能保證各類結(jié)構(gòu)件的裝配準(zhǔn)確度要求裝配準(zhǔn)確度要求四、提高裝配準(zhǔn)確度的補(bǔ)償方法n在飛機(jī)的一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、協(xié)調(diào)尺寸較多的部位，或是零件、組合件剛度較小其裝配變形無法預(yù)先估計的情況下，過分提高制造準(zhǔn)確度和協(xié)調(diào)準(zhǔn)確

9、度，在經(jīng)濟(jì)上不合理，在技術(shù)上難以達(dá)到，因此，采用補(bǔ)償方法。n補(bǔ)償方法就是零件、組合件或部件的某些準(zhǔn)確度要求高的尺寸，在裝配時或裝配后，通過修配、補(bǔ)充加工或調(diào)整，部分消除零件制造和裝配誤差，最后達(dá)到規(guī)定的準(zhǔn)確度要求。n裝配后相互修配n裝配后精加工n墊片補(bǔ)償n連接件補(bǔ)償n可調(diào)件補(bǔ)償五、裝配工藝過程n在裝配前必須制定裝配工藝規(guī)程（固化），裝配工藝規(guī)程是依據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)條件和生產(chǎn)規(guī)模制定的，包括部件的工藝分離面圖表、裝配流程圖、裝配指令性工藝規(guī)程、工藝裝備協(xié)調(diào)圖表和工藝裝備品種表。n部件裝配指令性工藝規(guī)程包括了部件裝配各階段的內(nèi)容，裝配基準(zhǔn)、定位方法、裝配用的主要工藝裝備、設(shè)備和檢驗方法，以及主要零

10、件盒組合件等的供應(yīng)狀況和交付狀況等；n裝配圖表則是以圖表形式表示的裝配分散程度、裝配順序、平行工作內(nèi)容以及主要工藝裝備等。n制定部件裝配方案時，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模仔細(xì)地研究結(jié)構(gòu)的工藝分離面。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裝配原則。但在試制或小批量生產(chǎn)時，如果仍采用分散裝配原則，則經(jīng)濟(jì)上是不合理的。這種情況應(yīng)采用集中裝配原則，即裝配工作主要集中在部件總裝型架內(nèi)進(jìn)行。n裝配單元的劃分n補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的合理使用六、裝配工藝設(shè)計主要內(nèi)容n1)裝配單元的劃分根據(jù)飛機(jī)的結(jié)構(gòu)工藝持征，合理地進(jìn)行工藝分解，將部件劃分為裝配單元。n

11、2)確定裝配基準(zhǔn)和裝配定位方法n 3)選擇保證準(zhǔn)確度、互換性和裝配協(xié)調(diào)的工藝方法為了保證部件的準(zhǔn)確度相互換協(xié)調(diào)要求，必須制定合理的工藝方法和協(xié)調(diào)方法。其內(nèi)容包括：制定裝配協(xié)調(diào)方案，確定協(xié)調(diào)路線，選擇標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備，確定工藝裝備與工藝裝備之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，利用設(shè)計補(bǔ)償和工藝補(bǔ)償?shù)拇胧┑?。n 4)確定各裝配元素的供應(yīng)技術(shù)狀態(tài)供應(yīng)技術(shù)狀態(tài)是對裝配單元中各組成元素在符合圖樣規(guī)定外而提出的其他要求，也就是對零件、組件、部件提出的工藝狀態(tài)要求。n 5)確定裝配過程中的工序、工步組成和各構(gòu)造元素的裝配順序裝配過程中的工序、工步組成包括：裝配前的準(zhǔn)備工作，零件和組件的定位、夾緊、連接，系統(tǒng)和成品的安裝，互換部位的

12、精加工，各種調(diào)整、試驗、檢查、清洗、稱重和移交工作，工序檢驗和總檢等。裝配順序是指裝配單元中各構(gòu)造元素的先后安裝次序。n6）選定所需的工具、設(shè)備和工藝裝備n7）零件、標(biāo)準(zhǔn)件和材料的配套按工序?qū)α慵?含成品)、標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行配套計算材料(基本材料、輔助材料)定額；按部件匯總標(biāo)準(zhǔn)件、材料。n8）進(jìn)行工作場地的工藝布置工藝布置的內(nèi)容包括；概算裝配車間總面積，準(zhǔn)備原始資料，繪制車間平面工藝布置圖七、飛機(jī)總裝配及機(jī)場車間工作n飛機(jī)總裝配是將飛機(jī)各部件對接成整架飛機(jī)，在飛機(jī)上安裝各種設(shè)備、裝置和系統(tǒng)，并進(jìn)行調(diào)整、試驗和檢驗，是飛機(jī)裝配工作的最后階段。n機(jī)場車間工作的任務(wù)是將總裝配車間送來的飛機(jī)進(jìn)行最后的地面試

13、驗和空中試飛檢驗。飛機(jī)總裝配的工作內(nèi)容飛機(jī)機(jī)體各部件的對接及水平測量；安裝調(diào)整發(fā)動機(jī)、燃油和滑油系統(tǒng)，安裝和調(diào)試發(fā)動機(jī)操縱系統(tǒng)；液壓和冷氣系統(tǒng)的設(shè)備、附件和導(dǎo)管的安裝、鋪設(shè)和試驗；起落架及其收放機(jī)構(gòu)、信號系統(tǒng)的安裝、調(diào)整和試驗；飛機(jī)操縱系統(tǒng)的安裝和調(diào)整；電氣、無線電、儀表設(shè)備與電纜的安裝、鋪設(shè)和試驗；高空救生設(shè)備的安裝和試驗；特種設(shè)備的安裝和試驗等。n在成批生產(chǎn)中，飛機(jī)總裝配采用流水生產(chǎn)的組織方式，如下圖所示。n流水生產(chǎn)是將總裝配全部工序分為若干個工作站，每個工作站工作量均衡，飛機(jī)按節(jié)奏移動，工人固定在工作站上工作。飛機(jī)各部件對接和水平測量n部件對接要保證對接后部件相對位置準(zhǔn)確、連接可靠。n完

14、全互換的段部件對接，要調(diào)整等，對接部件到正確位置，檢查對接孔的同軸度要求，以及配合面間隙和表面質(zhì)量等，按照要求的擰緊力矩擰緊螺母，然后用全機(jī)水平測量方法檢查各部件相對位置的準(zhǔn)確度。n對于不互換的段部件，對接時要用水平測量方法調(diào)整和確定它們的相互位置，將對接接頭孔一起擴(kuò)孔并鉸孔。n 部件對接后的技術(shù)要求一般用水平測量方法進(jìn)行檢查。水平測量的基本過程是：部件裝配時，在部件表面規(guī)定的位置上，按型架上專用指示器作出測量點的記號(即涂紅色漆的沖坑，凸頭或空心鉚釘)，這些記號稱為水平測量點。實際上是將飛機(jī)理論軸線轉(zhuǎn)移到部件表面的測量依據(jù)。因此，在測量過程中，只要檢查這些點的相對位置數(shù)值，就可借以確定部件間

15、相對位置是否符合技術(shù)要求。各系統(tǒng)和設(shè)備的安裝、調(diào)整和檢驗n導(dǎo)管、線路的安裝與測試導(dǎo)管零件數(shù)量大、品種多、形狀復(fù)雜，制造準(zhǔn)確度要求高，一般設(shè)計安裝圖紙難以表達(dá)復(fù)雜的空間關(guān)系，因此采用樣機(jī)作為安裝的補(bǔ)充依據(jù)；對于彎管零件，可以通過樣機(jī)取得正確的形狀和尺寸，作為生產(chǎn)彎管零件的依據(jù)和協(xié)調(diào)彎管零件的工藝裝備。彎管工藝是一項具有挑戰(zhàn)性的工作，目前大量采用了數(shù)控彎管設(shè)備。導(dǎo)管在飛機(jī)上安裝好之后，要根據(jù)各系統(tǒng)的特點按要求進(jìn)行試驗，一般要進(jìn)行密封性試驗和清潔度檢驗。系統(tǒng)導(dǎo)管的密封性試驗，可以在單個部件上進(jìn)行或在總裝配車間已裝配好的完整的飛機(jī)上進(jìn)行。一般將密封性檢查安排在系統(tǒng)工作性能檢查之后進(jìn)行。對于電氣系統(tǒng)，可從圖紙、“樣機(jī)”取得導(dǎo)線正確長度，制出相應(yīng)位置的布線樣板作為依據(jù)。對電纜要進(jìn)行百分之百的短路、斷路、混線、措鐵及絕緣電阻的質(zhì)量檢驗。n操縱系統(tǒng)的安裝調(diào)試 操縱系統(tǒng)安裝要保證運動件和結(jié)構(gòu)之間有足夠間隙，在導(dǎo)向件中拉桿不應(yīng)緊澀。在極限位置時，搖臂和拉桿之間應(yīng)當(dāng)有允許的間隙。操縱系統(tǒng)的調(diào)整可以用拉桿端頭裝的帶螺紋的端接頭調(diào)整長度，其調(diào)整范圍不應(yīng)超出極限尺寸，也可以用力臂調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)搖臂長度。 現(xiàn)代高速飛機(jī)多采用多余度電傳操縱系統(tǒng)(或稱飛行控制系統(tǒng))，此系統(tǒng)除了舵機(jī)