某型機(jī)垂直尾翼前緣組合型架的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)

33/33某型機(jī)垂直尾翼前緣組合型架的設(shè)計(jì)引言飛機(jī)是高度綜合的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的體現(xiàn).自從飛機(jī)發(fā)明1００多年來(lái)，飛機(jī)作為航空技術(shù)的代表，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而取得了很大的發(fā)展,而航空技術(shù)不斷提出的新要求，也同時(shí)對(duì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展起了促進(jìn)、推動(dòng)的作用.現(xiàn)代飛機(jī)具有外形氣動(dòng)要求嚴(yán)格、設(shè)計(jì)更改頻繁、產(chǎn)品構(gòu)型眾多、零件材料和形狀各異、內(nèi)部結(jié)構(gòu)很復(fù)雜、空間十分緊湊、各類(lèi)系統(tǒng)布置密集和零部件數(shù)量巨大等特點(diǎn)。因此,飛機(jī)制造技術(shù)是難度大、工程艱巨、協(xié)作面廣、管理困難且需要投入巨額資金的綜合性高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。航空制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，人們要求飛機(jī)的承載能力更強(qiáng)，更高效,而交貨周期確更短.為滿足這些嚴(yán)格的要求，飛機(jī)設(shè)計(jì)師不得不尋求更先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和工具,以提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短研制周期。有限元分析方法和智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)加速了產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使零件、組合件的設(shè)計(jì)達(dá)到了前所未有的精度。其中，裝配型架的設(shè)計(jì)和制造在整個(gè)生產(chǎn)工藝裝配中占很大的比重。這些先進(jìn)的方法和工具為型架設(shè)計(jì)方法的改進(jìn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)不同于一般機(jī)械,在它的裝配過(guò)程中,不能單靠自身形狀和尺寸的加工準(zhǔn)確性來(lái)裝配出合格的部件,而須采用一些特殊的裝配工藝裝備。它們是一些專(zhuān)用生產(chǎn)工藝裝備,在完成飛機(jī)產(chǎn)品從零組件到部件的裝配以及總裝配過(guò)程中,用以控制起形狀幾何參數(shù)，且具體有定位功能.裝配型架設(shè)備是其中主要的一類(lèi)。型架的種類(lèi)很多，按其裝配對(duì)象（工件）的連接方法劃分為:鉚接裝配型架、膠接裝配型架、焊接裝配型架等。按目前的技術(shù)狀況,其中數(shù)量最多的又是鉚接裝配型架?！澳承蜋C(jī)垂直尾翼前緣組合型架的設(shè)計(jì)”中的垂直尾翼前緣組合型架屬于鉚接裝配型架。2飛機(jī)制造技術(shù)２.1飛機(jī)制造工藝過(guò)程和工藝過(guò)程的組成飛機(jī)制造工藝：飛機(jī)制造工藝是機(jī)械制造工藝的一個(gè)領(lǐng)域,是研究飛機(jī)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)質(zhì)、各個(gè)過(guò)程間的相互聯(lián)系及其發(fā)展規(guī)律的科學(xué)。工藝過(guò)程:工藝過(guò)程是生產(chǎn)過(guò)程的一部分,它包含的內(nèi)容是改變并最后確定生產(chǎn)對(duì)象狀態(tài)的各種活動(dòng)。換句話說(shuō),飛機(jī)制造工藝過(guò)程是在將原材料加工成飛機(jī)的過(guò)程中,設(shè)備和執(zhí)行者相互作用的復(fù)雜綜合體.工藝過(guò)程的組成：（1）局部工藝過(guò)程；(2）工藝工序；（3）工藝工步；（４)工作進(jìn)程；（5)定位；（6）工位；(7)產(chǎn)品生產(chǎn)計(jì)劃。2。2飛機(jī)制造特點(diǎn)飛機(jī)生產(chǎn)的特點(diǎn)首先取決于飛機(jī)的外形尺寸、飛機(jī)的用途和飛機(jī)的戰(zhàn)術(shù)-—技術(shù)要求。通常可以把飛機(jī)看成一個(gè)機(jī)體。在機(jī)械制造的不同產(chǎn)品中，以飛機(jī)產(chǎn)品為對(duì)象時(shí),具有以下系列特征:機(jī)體零件數(shù)量大、品種多；采用的材料品種繁多；空間形狀復(fù)雜；安裝—裝配、調(diào)整和試驗(yàn)工作的勞動(dòng)量很大;對(duì)飛機(jī)整體質(zhì)量及其單個(gè)元件的質(zhì)量都有很高要求；廣泛的生產(chǎn)協(xié)作;生產(chǎn)的對(duì)象經(jīng)常更換；(8)生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量很大.為了縮短準(zhǔn)備期限,成批生產(chǎn)的工藝和組織準(zhǔn)備工作采用了平行——連續(xù)作業(yè)方法這種方法這樣會(huì)明顯地縮短成批生產(chǎn)的準(zhǔn)備期限。以上特點(diǎn)決定了飛機(jī)制造過(guò)程采用大量的工藝裝備，其中最主要的是鉚接裝配型架，“某型機(jī)垂直尾翼前緣組合型架的設(shè)計(jì)”中的垂直尾翼前緣組合型架屬于鉚接裝配型架。2.３飛機(jī)生產(chǎn)中質(zhì)量的保證工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的一般概念:根據(jù)產(chǎn)品的用途，滿足規(guī)定要求的產(chǎn)品，其適用于應(yīng)用的各種性能的總稱(chēng)為產(chǎn)品質(zhì)量。保證飛機(jī)質(zhì)量的幾個(gè)重要環(huán)節(jié)：制造過(guò)程；特種工藝控制；工量具、設(shè)備的校準(zhǔn)和控制；工藝裝備管理和控制；不合格品審理控制系統(tǒng);印章與合格證控制;架次記錄系統(tǒng)。2．４飛機(jī)制造裝配的基本問(wèn)題2.4。1飛機(jī)結(jié)構(gòu)分析飛機(jī)制造過(guò)程的主要環(huán)節(jié)是飛機(jī)的裝配。飛機(jī)裝配過(guò)程是將大量的飛機(jī)零件按圖紙、技術(shù)條件進(jìn)行組合、連接的過(guò)程。由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件及連接件數(shù)量多，而大多數(shù)零件在自身重量下剛度較小，而組合成的外形又有嚴(yán)格的技術(shù)要求，故飛機(jī)裝配除有一般機(jī)械產(chǎn)品的裝配的共同性原理外，還有一些有別于其他行業(yè)的制造特點(diǎn)。圖１.飛機(jī)結(jié)構(gòu)圖飛機(jī)裝配過(guò)程一般是由零件先裝配成比較簡(jiǎn)單的組合件和板件，然后逐步的裝配成比較復(fù)雜的段件和部件，最后將部件對(duì)接成整架飛機(jī)。顯然飛機(jī)的裝配過(guò)程取決于飛機(jī)的結(jié)構(gòu)。飛機(jī)的結(jié)構(gòu)分為許多部件和可卸件,在部件與部件間，部件與可卸件之間在結(jié)構(gòu)上形成分離面，因這種分離面是為結(jié)構(gòu)和使用需要而取的,故稱(chēng)之為設(shè)計(jì)或使用分離面，設(shè)計(jì)分離面一般采用可卸連接，以便在使用和維修過(guò)程中迅速拆卸和重新安裝。如飛機(jī)的機(jī)身、機(jī)翼、座艙、副翼等就屬于設(shè)計(jì)分離面,作為設(shè)計(jì)分離面一般要求是互換性。飛機(jī)僅劃分為部件，不能滿足裝配過(guò)程的需要.為了生產(chǎn)需要，須將飛機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步劃分，即將部件進(jìn)一步劃分為段件，段件進(jìn)一步劃分為板件和組合件.為滿足工藝構(gòu)成的要求對(duì)飛機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步劃分,此種分離面稱(chēng)為工藝分離面。工藝分離面一般采用不可卸連接。工藝分離面的合理劃分，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果是很明顯。部件劃分為段件后:（1)增加了平行裝配工作面、可縮短裝配周期；（２）減少了復(fù)雜的部件或段件的裝配數(shù)量;（3）由于改善了裝配工作的開(kāi)敞性，因而提高裝配質(zhì)量.部件、段件進(jìn)一步劃分為板件時(shí),一是為提高裝配工作的機(jī)械化和自動(dòng)化程度創(chuàng)造條件。二是有利于提高連接質(zhì)量。從以上可知，飛機(jī)結(jié)構(gòu)的劃分工作在飛機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)周密進(jìn)行考慮研究，以便于求出最合理的劃分方案，這是一項(xiàng)極為重要的任務(wù)，因?yàn)樗粌H滿足結(jié)構(gòu)上和使用上的要求，而同時(shí)滿足生產(chǎn)上的要求。本設(shè)計(jì)中的垂直尾翼前緣在結(jié)構(gòu)和功用上不僅是設(shè)計(jì)分離面，還從工藝的角度為了滿足生產(chǎn)需要和裝配過(guò)程的需要,工藝上將垂直尾翼前緣劃分出來(lái)作為工藝分離面.因此，垂直尾翼前緣的裝配就采用了本設(shè)計(jì)中垂直尾翼前緣裝配型架.3垂直尾翼前緣型架設(shè)計(jì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是“某型機(jī)垂直尾翼前緣組合型架的設(shè)計(jì)”，是一種典型的生產(chǎn)工藝裝備，屬于鉚接裝配型架。它的作用是將垂直尾翼前緣的零件組合成水平安定面前緣，對(duì)于保證垂直尾翼前緣的外形的位置準(zhǔn)確度起著不可缺少的作用.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示,此型架來(lái)源于某飛機(jī)制造公司的生產(chǎn)實(shí)例.它的作用是；保證產(chǎn)品的準(zhǔn)確度和互換性。即保證進(jìn)入裝配的零件，組合件,板件或段件在裝配時(shí)定位準(zhǔn)確，保證其正確形狀和一定的工藝剛度,以便進(jìn)行連接,在裝配過(guò)程中限制其連接變形，使連接裝配后的產(chǎn)品符合圖紙及技術(shù)條件的要求,即滿足產(chǎn)品準(zhǔn)確度及互換協(xié)調(diào)的要求.2。改善勞動(dòng)條件，提高裝配工作生產(chǎn)率,降低成本。由于飛機(jī)形狀復(fù)雜，剛度又小，在飛機(jī)裝配工作中采用型架，就更能發(fā)揮夾具定位夾緊迅速可靠的效果。通過(guò)裝配型架將工件安防在適當(dāng)?shù)墓ぷ魑恢?操作方便，提高工作效率.圖7飛機(jī)垂直尾翼前緣組合型架3。1.飛機(jī)制造工藝裝備及裝配工藝裝備3。1。１工藝裝備的概述由于飛機(jī)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和工作環(huán)境不同于一般機(jī)械產(chǎn)品,它的制造技術(shù)比較困難,所以在傳統(tǒng)的飛機(jī)制造過(guò)程中,除了采用通用機(jī)床、常用工具和試驗(yàn)裝備外，還須針對(duì)不同機(jī)型的零件、組件、部件,制造專(zhuān)用工藝裝備，如型架、夾具、模具、標(biāo)準(zhǔn)件、量規(guī)等.這些專(zhuān)用工藝裝備用于對(duì)工件進(jìn)行加工成形,裝配安裝、測(cè)量檢查,以及在工藝裝備之間協(xié)調(diào)移形。它們對(duì)保證飛機(jī)零件、部件的質(zhì)量,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度有著重大的影響。在飛機(jī)研制過(guò)程中，特別是成批生產(chǎn)中,飛機(jī)零件的數(shù)量很大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要求高，相互間又有協(xié)調(diào)關(guān)系。因此,在飛機(jī)制造過(guò)程中不得不采用大量的工藝裝配時(shí)，要占用很多人力和很長(zhǎng)周期，要耗費(fèi)大量資金。而且當(dāng)生產(chǎn)機(jī)型改變時(shí)，這么多工藝裝配基本上不能再用了，這樣,工藝裝配的選用和制造當(dāng)然就成為飛機(jī)制造中一個(gè)十分重要的任務(wù)。飛機(jī)工藝裝配分為兩個(gè)大類(lèi)：第一類(lèi)為生產(chǎn)工藝裝備。這類(lèi)裝備直接用于零件的成形和飛機(jī)裝配過(guò)程中。例如,模具用于成形，裝配型架用于飛機(jī)的裝配.第二類(lèi)為標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備.這類(lèi)裝備作為生產(chǎn)工藝裝備的制造依據(jù)和統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，例如用于安裝型架的標(biāo)準(zhǔn)樣件、取制成形模具的標(biāo)準(zhǔn)模型等。由于社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,在設(shè)計(jì)、制造飛機(jī)裝備的主要內(nèi)容,已從傳統(tǒng)的機(jī)械加工逐步向機(jī)電結(jié)合、三維數(shù)字建模以及數(shù)字測(cè)量方向發(fā)展。飛機(jī)制造技術(shù)所涉及的領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，它包括裝配、鑄造。成形、機(jī)械加工、特種加工、焊接、熱處理、表面處理、工藝檢測(cè)等方面,這就決定了工藝裝備的多樣性。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)最新成果的不斷涌現(xiàn)，飛機(jī)制造技術(shù)已轉(zhuǎn)向了新的發(fā)展方向：采用新的綜合技術(shù)協(xié)調(diào)工作法，建立以飛機(jī)產(chǎn)品數(shù)字建模技術(shù)為主導(dǎo)，并廣泛用新技術(shù)和綜合化的完整工藝制造體系.新一代飛機(jī)將由新一代的制造工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)，這必然引起工藝裝配實(shí)際和制造技術(shù)的根本性變革.3。1.2飛機(jī)工藝裝備的作用飛機(jī)工藝裝備是飛機(jī)制造中必備的一種設(shè)備或工具，用來(lái)保證飛機(jī)產(chǎn)品的質(zhì)量,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，降低生產(chǎn)成本,從而提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。首先是保證產(chǎn)品的質(zhì)量,其中最重要的是，保證所設(shè)計(jì)飛機(jī)的集合外形和尺寸，通過(guò)工藝裝備準(zhǔn)確地將其傳遞到最終產(chǎn)品上。如果沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備，就無(wú)法保證飛機(jī)產(chǎn)品的外形準(zhǔn)確度和部件的協(xié)調(diào)互換。在很多情況下，如果沒(méi)有部件裝備用的型架和零件成形用的模具,就無(wú)法生產(chǎn)合格的飛機(jī)產(chǎn)品。飛機(jī)制造用的工藝裝備的作用具體體現(xiàn)在下述幾個(gè)方面。一、保證飛機(jī)制造的質(zhì)量首先是產(chǎn)品的幾何參數(shù)準(zhǔn)確度:由飛機(jī)產(chǎn)品的特點(diǎn)決定了大多數(shù)飛機(jī)零件形狀復(fù)雜，幾何參數(shù)多,不能單靠零件自身的尺寸準(zhǔn)確度來(lái)保證最后產(chǎn)品形狀和尺寸的準(zhǔn)確度，因此，在飛機(jī)制造過(guò)程中,產(chǎn)品幾何參數(shù)的準(zhǔn)確度要用多種相互協(xié)調(diào)的工藝裝備來(lái)保證,就幾何參數(shù)的特征而言,可將其分為：（1）外形準(zhǔn)確度。外形準(zhǔn)確度是飛機(jī)的外形由嚴(yán)格的氣動(dòng)布局決定，所以，多數(shù)飛機(jī)零部件都具有單曲度和雙曲度的外形。(2）相對(duì)位置準(zhǔn)確度。包括：零件與零件之間的相對(duì)位置、工件與刀具之間的相對(duì)位置、工件與機(jī)床之間的相對(duì)位置以及工件與量具之間的相對(duì)位置。還有注意到，在加工過(guò)程中，工件的幾何形狀和相對(duì)位置有時(shí)不一定符合要求。這是因?yàn)榱慵尚螘r(shí)可能有變形回彈，以及裝配時(shí)可能產(chǎn)生較大的焊接或鉚接變形。這就需要進(jìn)行檢查、測(cè)量、分析,找出原因，以及高速工藝方法來(lái)修正工藝裝備的尺寸，使得工件在成形或裝配后，其形狀尺寸能符合設(shè)計(jì)技術(shù)要求.保證產(chǎn)品幾何參數(shù)的準(zhǔn)確度，不僅限于工藝裝備形狀，尺寸的正確性，而且對(duì)于飛機(jī)零件中尺寸、壁薄、剛性差的零件，還可用工藝裝備提高其工藝剛度。對(duì)于低剛度零件的定位，可以用多于理論上所需的6個(gè)自由度來(lái)約束，可增加定位器、夾緊器的數(shù)量和接觸面積以提高工藝剛度，從而減少工件的工藝變形。對(duì)于工藝裝配之間的移形,傳統(tǒng)的方法是采用及幾何參數(shù)的模擬量傳遞，以保證工藝裝備幾何參數(shù)的準(zhǔn)確、協(xié)調(diào),也就是采用串行方式的、相互聯(lián)系的協(xié)調(diào)制造方法。在產(chǎn)品數(shù)字化建模以后,則采用數(shù)控加工的數(shù)字量傳遞方法以保證工藝裝備制造準(zhǔn)確度，采用并行方式的相互獨(dú)立的制造方法.目前，國(guó)內(nèi)已局部應(yīng)用了該方法。美國(guó)波音、歐洲空中客車(chē)等公司已廣泛采用了這一方法.其次是物理參數(shù)準(zhǔn)確度.近代飛機(jī)采用多種多樣的新的結(jié)構(gòu)、新的工藝，如膠接、釬焊、電子束焊.還有電化學(xué)作用，快速成形，電加工、擴(kuò)散連接、符合材料結(jié)構(gòu)連接、激光切削等。這些工藝過(guò)程要求控制各種物理參數(shù),如溫度、電壓、壓力、電流、時(shí)間、光照度等.對(duì)這些參數(shù)的控制，有一部分由機(jī)床設(shè)備完成,還有一部分須由工藝裝備或由機(jī)床通過(guò)工藝裝備來(lái)完成。因此，工藝裝備在保證飛機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量方面的第二項(xiàng)作用是生產(chǎn)、測(cè)量和控制物理參數(shù)。由此可見(jiàn)，隨著工藝技術(shù)的發(fā)展,工藝裝備正在由單純的機(jī)械裝置向包括機(jī)、電、液、氣、光、計(jì)算機(jī)的綜合裝置發(fā)展，從而不斷提出新的任務(wù)和研究課題.二、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率及減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。工藝裝備上的定位器、夾緊器，應(yīng)保證定位可靠，操作方便、迅速。如果采用氣動(dòng)、液壓裝置來(lái)夾緊，機(jī)電控制則會(huì)使工作效率更高。對(duì)型架卡板的升舉,采用氣動(dòng)液壓裝置或機(jī)械平衡都可以減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，方便工作.對(duì)于笨重的工件，可以在型架上設(shè)置下架裝置來(lái)吊掛、運(yùn)送。工人的勞動(dòng)工作姿態(tài)對(duì)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度有明顯的影響.夾具有時(shí)設(shè)計(jì)成可以轉(zhuǎn)動(dòng)的。在鉚接或焊接時(shí),夾具的尺寸、高度也要適合工人操作姿態(tài)的要求和工具的可行性?，F(xiàn)代的人機(jī)工程學(xué)是研究人與機(jī)器之間的關(guān)系,以求得其間最佳的適應(yīng)，也就是我們常說(shuō)的人機(jī)工程.在人體測(cè)量學(xué)的基礎(chǔ)上，研究工藝裝備的尺寸和功能,以及發(fā)揮人的因數(shù)，提高效率,確保安全。此外，還有機(jī)械手的應(yīng)用以及自動(dòng)化的研究等，都是提高勞動(dòng)率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的有效途徑,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率可以縮短飛機(jī)的生產(chǎn)周期.而且,勞動(dòng)工時(shí)的減少也是飛機(jī)生產(chǎn)成本減低的主要因數(shù).三、降低飛機(jī)產(chǎn)品成本。除了減少人力消耗、提高工作效率外,一種設(shè)計(jì)合理的工藝裝備還能降低原材料消耗,如,若毛坯在機(jī)床夾具中定位合理，則可以減少它的加工余量。設(shè)計(jì)落料模時(shí),合理的排樣可以提高板料的利用率。如工藝裝備的供電。供氣等系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理,則可以降低能源消耗，減少能量消耗等.這些物力消耗的減少也可以降低飛機(jī)產(chǎn)品的成本。還有工藝的合理又可以減少修理和返工,減少?gòu)U品，也是可以降低成本的一種方法.3．1．3飛機(jī)工藝裝備及裝配工藝裝備的分類(lèi)飛機(jī)工藝裝備：在飛機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中，要用很多各種各樣的工藝裝備，以及一定數(shù)量必需的標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備，這是因?yàn)轱w機(jī)結(jié)構(gòu)與一般機(jī)械產(chǎn)品有不同的特點(diǎn):工件外形多位復(fù)雜的曲面，其連接接頭的結(jié)構(gòu)形式和空間相對(duì)關(guān)系也較特殊,精度要求又高.鈑金件的尺寸大而剛度低,在制造過(guò)程中，如裝夾，搬運(yùn)等容易產(chǎn)生變形,全機(jī)有較多形狀特殊的結(jié)構(gòu)零件等。這些都決定了難以用一般的通用量具來(lái)測(cè)量檢查它們的形狀和尺寸而必須用專(zhuān)用的標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備來(lái)作為生產(chǎn)工藝裝備的制造、檢查和協(xié)調(diào)的依據(jù)。飛機(jī)工藝裝備可分為兩類(lèi):標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備和生產(chǎn)工藝裝備。（1）標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備是這樣一種剛性模擬量：它以實(shí)體形式來(lái)體現(xiàn)產(chǎn)品一個(gè)部分外形、對(duì)接接頭、孔系之間的相對(duì)位置準(zhǔn)確度在產(chǎn)品圖紙規(guī)定的公差范圍內(nèi)。它確定了產(chǎn)品部件、組合件或零件各表面、接頭、孔系之間的相對(duì)正確位置。標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備的功用是，作為標(biāo)準(zhǔn)尺度，用于制造、協(xié)調(diào)、檢驗(yàn)、復(fù)制用其他制造方法不能達(dá)到的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度要求的有關(guān)工藝裝備，確定有關(guān)工藝裝備之間重要接頭、外形、孔系定位件的相對(duì)位置、標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備中的標(biāo)準(zhǔn)量規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)平板，有時(shí)還用于協(xié)調(diào)綜合標(biāo)準(zhǔn)樣件上各對(duì)接接頭或孔系的相對(duì)位置,以達(dá)到機(jī)體部件、組合件、零件、附件的協(xié)調(diào)和互換性要求。在飛機(jī)制造的傳統(tǒng)工藝方法中，用于制造，協(xié)調(diào)生產(chǎn)工藝裝備的標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備種類(lèi)較多。特別是在完全用模擬量制造與協(xié)調(diào)工藝裝備的體系中，它們除了作為平面形狀和尺寸的依據(jù)—-模線樣板外，還具有以下功能:作為制造與協(xié)調(diào)成組叉耳接頭對(duì)接,平面多空對(duì)接分離面上的協(xié)調(diào)依據(jù)——對(duì)接接頭標(biāo)準(zhǔn)樣件(通常叫做標(biāo)準(zhǔn)量規(guī)）和平面多孔對(duì)接標(biāo)準(zhǔn)樣件(通常叫標(biāo)準(zhǔn)平板);作為制造與協(xié)調(diào)機(jī)體外形的依據(jù)—-外形標(biāo)準(zhǔn)樣件（也稱(chēng)表面標(biāo)準(zhǔn)樣件）;作為制造與協(xié)調(diào)曲面外形與對(duì)接接頭的依據(jù)——綜合標(biāo)準(zhǔn)樣件（也稱(chēng)安裝標(biāo)準(zhǔn)樣件）；作為制造與協(xié)調(diào)復(fù)雜機(jī)械加工零件和焊接零件的協(xié)調(diào)依據(jù)——零件標(biāo)準(zhǔn)樣件；作為制造與協(xié)調(diào)上述標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備依據(jù)的協(xié)調(diào)臺(tái)和反標(biāo)準(zhǔn)樣件。(２)生產(chǎn)工藝裝備直接用于飛機(jī)制造和裝配的工藝裝備被稱(chēng)為生產(chǎn)工藝裝備。大體將其分為以下幾種：1）毛坯工藝裝備如鍛模、鑄模等，雖然不一定都對(duì)產(chǎn)品的最后尺寸有影響，但往往對(duì)材料的物理、機(jī)械性能和勞動(dòng)生產(chǎn)率有較大影響。2）零件工藝裝備主要包括用于鈑金零件的成形的各種模具、機(jī)械零件加工的夾具,以及用于非金屬材料零件成形的工藝裝備等等。當(dāng)采用某種加工工藝時(shí),它們保證制造出來(lái)的零件的形狀、尺寸和材料性能都在規(guī)定要求的范圍內(nèi)。組合夾具是一種由通用化元件組成，并可以根據(jù)需要組裝的夾具，適用于試制或小批量生產(chǎn)機(jī)械加工。它由基礎(chǔ)件、支撐件、定位件、導(dǎo)向件、壓緊件、緊固件、連接件、組合件和其他件組成,分為孔系和槽系兩大系列.3)裝配工藝裝備裝配工藝裝備是指飛機(jī)制造過(guò)中在鉚接、焊接和膠接等裝配過(guò)程中所使用的裝備.工廠通常把裝配工藝裝備統(tǒng)稱(chēng)為裝配夾具,但在實(shí)際生產(chǎn)中又按不同的工藝方法命名裝配夾具，如鉚接夾具,焊接夾具和膠接夾具等。在鉚接裝配夾具中又將一些尺寸較大、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的裝配夾具稱(chēng)為裝配型架,如鉚接型架、焊接型架和膠接型架等。4)檢驗(yàn)工藝裝備典型的檢驗(yàn)工藝裝備包括部件檢驗(yàn)型架、零件檢驗(yàn)夾具和檢驗(yàn)?zāi)５?用于檢查形狀復(fù)雜、對(duì)接接頭相對(duì)位置參數(shù)復(fù)雜的工件。這種工藝裝備能保證要求的檢驗(yàn)準(zhǔn)確度，也能使檢查工作方便。提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格的工件能保證達(dá)到要求的互換、協(xié)調(diào)性。它們也是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備制造的。此類(lèi)檢驗(yàn)工藝裝備數(shù)量不多.一般是采用簡(jiǎn)易的檢驗(yàn)工具和樣板，或者利用原有的裝配夾具，再在其上附加檢驗(yàn)用的卡板、檢驗(yàn)器等附件。在飛機(jī)部件裝配中,有些部件的裝配設(shè)置了單獨(dú)的檢驗(yàn)型架，由于垂直尾翼前緣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在垂直尾翼前緣裝配型架的設(shè)計(jì)上充分考慮了其特點(diǎn)。因此垂直尾翼前緣的裝配后不用單獨(dú)設(shè)置檢驗(yàn)型架。5）精加工型架當(dāng)成批生產(chǎn)時(shí)，在部件裝配車(chē)間中，經(jīng)常采用部件的精加工型架以保證部件的互換、協(xié)調(diào)要求。工件在此專(zhuān)用機(jī)床上定位夾緊后，用專(zhuān)用動(dòng)力頭、刀具，對(duì)對(duì)接接頭等零件的孔進(jìn)行擴(kuò)孔、鉸孔，對(duì)端面進(jìn)行銑切，對(duì)消除裝配過(guò)程中產(chǎn)生的變形等誤差，達(dá)到最后的相對(duì)幾何位置加工精度和表面粗糙度，有的還銑切部件端面蒙皮余量，以滿足部件的對(duì)全要求。精加工型架對(duì)保證產(chǎn)品互換、協(xié)調(diào)的作用很大。由于精加工工作是在部件裝配車(chē)間中進(jìn)行的,而其作用又是要消除裝配過(guò)程中的綜合誤差（積累誤差），所以在一些飛機(jī)工廠，有時(shí)也可以將其分在裝配型架類(lèi)中,但其技術(shù)工作特性與鉚接裝配本身是不一樣的。6)輔助工藝裝備為了使工人操作方便，常設(shè)置一些工作梯,工作臺(tái)，以及專(zhuān)用的起重運(yùn)輸、吊掛裝置等。一般說(shuō)來(lái)，只對(duì)它們提出使用方便的要求，而它們不直接參與產(chǎn)品制造和裝配.輔助工藝裝備對(duì)于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率往往起著重大作用。由于垂直尾翼尺寸適中，垂直尾翼前緣裝配型架采用了合理的轉(zhuǎn)動(dòng)式的，在垂直尾翼裝配型架上不須設(shè)置輔助工藝設(shè)備.裝配工藝裝備：(1）裝配工藝裝備種類(lèi)由于飛機(jī)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和工作環(huán)境不同于一般機(jī)械產(chǎn)品，所以，飛機(jī)制造過(guò)程中,不能單靠零件自身的形狀和尺寸的加工準(zhǔn)確性來(lái)裝配出合格的部件，而必須采用一些特殊的裝配工藝裝備，它們是一些專(zhuān)用的生產(chǎn)設(shè)備，在完成飛機(jī)產(chǎn)品從零組件到部件的裝配型架是其中主要的一種。型架的種類(lèi)很多，按其用途或工作性質(zhì)劃分有:裝配型架、對(duì)合型架、精加工型架(或稱(chēng)精加工臺(tái)）、檢驗(yàn)型架等.其中大量的是裝配型架.裝配型架又按其裝配對(duì)象（工件）的連接方法劃分為鉚接裝配型架、膠接裝配型架、焊接裝配型架等。按目前的技術(shù)狀況，其中數(shù)量最多的又是鉚接裝配型架。垂直尾翼前緣裝配型架屬于典型的鉚接裝配型架.(2)型架裝配的結(jié)構(gòu)裝配型架一般由以下幾部分組成:1)骨架它是型架的基礎(chǔ)，用于固定和支撐定位件、夾緊件等其他元件，保持各個(gè)元件空間位置的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。骨架應(yīng)具有足夠的剛度.如圖所示為本次設(shè)計(jì)中的型架骨架。圖4中的支架用螺栓和軸承連接，軸承用螺栓與圖3的框架連接。組成本次設(shè)計(jì)的骨架。圖3框架4支架2)定位件它是型架的主要工作元件,用以保證工件在裝配過(guò)程中具有準(zhǔn)確的位置.定位件應(yīng)準(zhǔn)確可靠、使用方便，不致?lián)p傷工件表面。夾緊件一般是與定位件配合使用，被稱(chēng)為定位夾緊件。在本次設(shè)計(jì)中專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了一個(gè)夾緊件壓板用來(lái)夾緊翼肋（圖5)。為了夾緊壓板的固定和安裝通路，在１-7內(nèi)形板上都設(shè)計(jì)了兩個(gè)減輕孔(圖5)。在裝配翼肋的時(shí)候，根據(jù)裝配孔定位的方法，用裝配定位孔的銷(xiāo)釘和內(nèi)形板的外形定位翼肋的位置。然后在兩個(gè)減輕孔處用壓板和碟形螺母（圖６），把翼肋緊緊的壓在內(nèi)形板上.這樣就完成了翼肋的定位與夾緊.圖５壓板及內(nèi)形板上的減輕孔圖6內(nèi)形板的減輕孔和壓板3）輔助設(shè)備包括工作踏板、工作梯、拖架、工作臺(tái)、起重吊掛、地面運(yùn)輸車(chē)、照明設(shè)備、壓縮空氣管路等。輔助設(shè)備也是保證工作方便、安全，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率所必不可少的型架組成部分。（3）裝配型架的功能裝配型架主要用來(lái)保證產(chǎn)品的準(zhǔn)確度及互換性。即保證進(jìn)入裝配的零件、組合件、板件或段件在裝配時(shí)定位準(zhǔn)確,保持其具有證確的形狀和一定的工藝剛度,以便進(jìn)行連接。在裝配過(guò)程中限制其連接變形．使連接裝配后的產(chǎn)品符合圖紙及技術(shù)條件的要求,即滿足產(chǎn)品準(zhǔn)確度及互換協(xié)調(diào)的要求。與一般機(jī)床夾具相比，型架除了起定位與夾緊零件的作用外，還要保證零件的形狀準(zhǔn)確，由于飛機(jī)鈑金零件尺寸大而剛度小.所以，為保證產(chǎn)品的準(zhǔn)確度:第一，要保持零件的形狀。因此，型架定位件的數(shù)量要根據(jù)零件或裝配件的剛度而當(dāng)加多，要有一定的“過(guò)定位"。這樣才能保證工件在裝配過(guò)程中.既具有準(zhǔn)確形狀,又有具有必須工藝剛度。第二,無(wú)論是鉚接，還是膠接和焊接，在連接時(shí)都會(huì)產(chǎn)生不同程度的變形。裝配型架或夾具要能夠限制工件的這種變形.第三，在一般機(jī)械制造中，保證產(chǎn)品互換性主要是通過(guò)公差、配合制度和通用量具來(lái)實(shí)現(xiàn).而在飛機(jī)制造中,則是采用一套特殊的保證互換協(xié)調(diào)的方法，其中包括相互協(xié)調(diào)的成套的裝配型架.在飛機(jī)生產(chǎn)中常常用分散裝配的原則.一個(gè)部件的裝配工作,往往不是采用一個(gè)裝配型架，而是采用一套裝配型架。在生產(chǎn)量相對(duì)大時(shí)，甚至采用幾套同樣的型架，所以，裝配型架的品種多且數(shù)量大。這就要求它們彼此之間，以及它們與零件的工藝裝備之間都要相互協(xié)調(diào).因此,型架的令一個(gè)特點(diǎn)是它的成套性和協(xié)調(diào)性.３。1．4工藝裝備及裝配工藝裝備的設(shè)計(jì)原則工藝裝備：（１）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)；（2）產(chǎn)品性質(zhì)和產(chǎn)量；（3)互換協(xié)調(diào)的要求；(4)工廠的技術(shù)條件和發(fā)展水平。裝配工藝裝備：裝配工藝裝備的設(shè)計(jì)質(zhì)量，同其他生產(chǎn)工藝裝備一樣，是以產(chǎn)品質(zhì)量、工作效率、操作安全性和成本作為衡量標(biāo)準(zhǔn)的，并以此作為設(shè)計(jì)工作所遵循的基本原則。因此裝配工藝裝備設(shè)計(jì)的基本原則及技術(shù)要求包括以下幾個(gè)方面：(1)使用性1)滿足裝配工藝要求：2)定位件及夾緊件的操作簡(jiǎn)單,定位合理，壓緊可靠，活動(dòng)構(gòu)件應(yīng)便于開(kāi)啟和工作位置的恢復(fù);3）工作開(kāi)敞,操作條件好，產(chǎn)品的上架和出架方式合理。(2）協(xié)調(diào)性1）定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證工藝裝備之間的協(xié)調(diào)性，并合理確定其制造協(xié)調(diào)方法；2)從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上考慮到,在工藝裝備的制造上能更好的達(dá)到工藝裝備之間的協(xié)調(diào)性;（3）穩(wěn)定性1）剛度合理，重要構(gòu)件應(yīng)消除應(yīng)力；2）工藝裝備在地坪上的安放,應(yīng)優(yōu)先采用“三點(diǎn)”或“多點(diǎn)可調(diào)”支承，以消除地基下沉對(duì)型架準(zhǔn)確度的影響;３）根據(jù)產(chǎn)品尺寸及精度情況,在工藝裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)有消除或減少穩(wěn)定因素對(duì)協(xié)調(diào)影響的相應(yīng)措施。（4)經(jīng)濟(jì)性1）滿足使用要求前提下，應(yīng)造價(jià)較低，并有良好的制造工藝性；2)便于工裝設(shè)備的故障檢修;3）在工藝裝備結(jié)構(gòu)上,應(yīng)適當(dāng)考慮產(chǎn)品改型對(duì)其提出改造的可行性；4）合理使用原材料,盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件。(5）安全性1)應(yīng)有必要的保護(hù)措施，防止產(chǎn)品被劃傷;2）對(duì)重要的可卸結(jié)構(gòu)，設(shè)置起吊裝置和存放裝備；對(duì)承力大的構(gòu)件，須經(jīng)過(guò)強(qiáng)度校核。（６）先進(jìn)性注意采用先進(jìn)結(jié)構(gòu)和工藝方法，以提高工藝裝備的使用性，降低工藝裝備的制造費(fèi)用。根據(jù)以上原則,本次設(shè)計(jì)中的垂直尾翼前緣組合型架（如圖７）屬于裝配工藝設(shè)備，是用于垂直尾翼前緣裝配過(guò)程中的專(zhuān)業(yè)設(shè)備。垂直尾翼前緣在垂直尾翼前緣型架的工作步驟是:先將肋翼、長(zhǎng)桁、前梁等零件裝配成骨架，放上蒙皮,施加外力，連接(鉚接),最后形成外形。圖7。飛機(jī)垂直尾翼前緣組合型架3．2垂直尾翼前緣組合型架設(shè)計(jì)的一般問(wèn)題熟悉原始資料后,主要工作根據(jù)型架設(shè)計(jì)的技術(shù)條件，開(kāi)始著手型架的設(shè)計(jì)。一般可以把設(shè)計(jì)分為三個(gè)階段:（1)擬定草圖或型架設(shè)計(jì)方案；(2）繪制工作總圖；(3）繪制零件圖。設(shè)計(jì)草圖或擬定型架設(shè)計(jì)方案應(yīng)確定以下內(nèi)容:(１)型架的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；(2)裝配對(duì)象在型架中的放置位置；（3）工件的定位基準(zhǔn)。主要定位件的形式和布置方式,尺寸公差;(4)工件的出架方式;（5）型架的安裝方法；（６）型架的結(jié)構(gòu)形式；(７）骨架剛度的驗(yàn)算，型架支撐與地基的估算；(8）溫度對(duì)型架準(zhǔn)確度的影響。本設(shè)計(jì)的垂直尾翼前緣組合型架的原始資料是:某機(jī)型相關(guān)圖紙及技術(shù)資料設(shè)計(jì)技術(shù)要求：型架為轉(zhuǎn)動(dòng)梁式結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)軸距地面9００mm;１-7肋處設(shè)置前端肋內(nèi)定位板，定位板帶有各肋理論外形和兩個(gè)定位孔及壓緊裝置；1—7肋的定位板上開(kāi)出長(zhǎng)桁缺口,并刻上長(zhǎng)桁軸線；(4）各肋處設(shè)置壓緊蒙皮用的橡皮繩。３。２.1垂直尾翼前緣組合型架設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的選擇型架設(shè)計(jì)與其他機(jī)械設(shè)計(jì)一樣，必須首先確定設(shè)計(jì)基準(zhǔn),根據(jù)它來(lái)確定型架上各個(gè)零件和裝配間的相對(duì)位置。如果基準(zhǔn)選擇不當(dāng)，則在設(shè)計(jì)過(guò)程中確定設(shè)計(jì)尺寸和檢驗(yàn)這些尺寸時(shí)，將會(huì)遇到困難,且會(huì)降低型架標(biāo)準(zhǔn)和延長(zhǎng)裝配周期。一般情況下，應(yīng)以飛機(jī)部件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為成套裝配型架和成套標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。這樣,可以避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)繁雜的計(jì)算,也可以消除制造時(shí)由于基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)引起的誤差積累.在具體選擇時(shí)應(yīng)注意：(1）對(duì)相鄰部件的裝配型架,或者同一部件中不同組合件的裝配型架，都應(yīng)當(dāng)選擇同一設(shè)計(jì)基準(zhǔn)軸線。(２）選擇型架設(shè)計(jì)基準(zhǔn)時(shí)，還應(yīng)力求簡(jiǎn)化尺寸的計(jì)算，以便制造及檢驗(yàn)。(３）型架設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的選擇要與安裝方法相適應(yīng)。例如，用型架裝配機(jī)安裝型架時(shí),要求有3根相互垂直的坐標(biāo)軸線作為基準(zhǔn)：在劃線鉆孔臺(tái)安裝卡板端頭或塑造卡板工作面時(shí),要求基準(zhǔn)線垂直于各框或肋的平面，各安裝尺寸都應(yīng)是50mm所以在本次設(shè)計(jì)中選擇了垂直前梁軸線,飛機(jī)水平基準(zhǔn)線，垂直理論根弦等設(shè)計(jì)基準(zhǔn)線作為型架的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。如圖８所示：圖8飛機(jī)垂直尾翼前緣設(shè)計(jì)基準(zhǔn)３。2.2定位基準(zhǔn)飛機(jī)各部件外形準(zhǔn)確度，關(guān)系到飛機(jī)的飛行性能,因此,在裝配過(guò)程中,如何提高外形準(zhǔn)確度，是飛機(jī)裝配中比較重要的一個(gè)問(wèn)題。在裝配過(guò)程中，使用兩種裝配基準(zhǔn)：以骨架為基準(zhǔn)和以蒙皮外形(或內(nèi)形)為基準(zhǔn)的裝配.以骨架為基準(zhǔn)進(jìn)行裝配的方法中,誤差積累是“由內(nèi)向外",最后積累的誤差反映在部件外行上。部件外形誤差由下面幾項(xiàng)誤差積累而成:（１)骨架零件制造的外形誤差；(2）骨架的裝配誤差；（3）蒙皮的厚度誤差；(4）蒙皮和骨架由于貼合不緊而產(chǎn)生的誤差:(5）裝配后產(chǎn)生的變形。以蒙皮外形（或內(nèi)形)為基準(zhǔn)的裝配方法中，部件外形的準(zhǔn)確度主要取決于裝配型架的制造準(zhǔn)確度和裝配后的變形,消除了蒙皮厚度誤差(以外彤為量基準(zhǔn)）,減少了骨架零件制造誤差對(duì)外形的影響。部件外形誤差由以下幾項(xiàng)誤差積累而成:（1)裝配型架卡板的外形誤差；（2）蒙皮和卡板外形之間由于貼合不緊而產(chǎn)生的誤差;（3）裝配后產(chǎn)生的變形。在裝配過(guò)程中，首先要確定零件、組合件、段件之間的相對(duì)位置，這就是定位問(wèn)題。在這次設(shè)計(jì)中,裝配基準(zhǔn)選擇了以蒙皮內(nèi)形為基準(zhǔn)的裝配方法。因?yàn)榇怪蔽惨淼某叽巛^小,選擇以蒙皮內(nèi)形為基準(zhǔn)裝配制造方便,便于工人師傅操作,降低了成本.在設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)了（1-7)內(nèi)形板（圖9)。以?xún)?nèi)形板的外形定位翼肋的內(nèi)形而形成垂尾的外形。圖9內(nèi)形板在裝配工作中,對(duì)定位的要求是:（1）保證定位是符合飛機(jī)圖紙和技術(shù)條件中所規(guī)定的準(zhǔn)確度要求：（2）定位和固定要操作簡(jiǎn)單且可靠；（3）所用的工藝裝配簡(jiǎn)單，制造費(fèi)用少。在飛機(jī)裝配中，常用的定位方法有:（１）用劃線定位.這種方法使用于結(jié)構(gòu)剛性好、位置的準(zhǔn)確度要求不是高的場(chǎng)合.在無(wú)協(xié)調(diào)要求和定位準(zhǔn)確度不高的部位，可采用劃線定位的方法.(2）用裝配孔定位.在裝配時(shí)用于現(xiàn)在零件上制出的裝配孔來(lái)定位的方法叫裝配孔定位法。兩個(gè)零件用裝配孔確定其相對(duì)位置時(shí)，裝配孔數(shù)量應(yīng)不少于兩個(gè),裝配孔的數(shù)量取決于零件的尺寸和剛度，尺寸大剛度小的零件,裝配孔的數(shù)量應(yīng)適當(dāng)加多。裝配孔定位的準(zhǔn)確度取決于裝配孔的協(xié)調(diào)方法，顯然協(xié)調(diào)環(huán)境越多，積累誤差越大.在本設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)了１—7內(nèi)形板。在每個(gè)內(nèi)形板上都有一個(gè)直徑φ8（圖10)的小孔,和一個(gè)水平方向上一個(gè)長(zhǎng)度為8，豎直方向長(zhǎng)度１0的橢圓小孔(圖11）.這兩個(gè)小孔是裝配翼肋的裝配孔.翼肋在結(jié)構(gòu)上屬于平板類(lèi)零件,使用于裝配孔定位.這里設(shè)計(jì)一個(gè)圓形小孔，設(shè)計(jì)一個(gè)豎直方向上的橢圓孔,是因?yàn)槲覀冊(cè)诹慵纳a(chǎn)和零件的裝配過(guò)程中有誤差的積累,而用裝配孔定位的方法是適用于裝配準(zhǔn)確度不是很高的零件裝配，但為了裝配方便和裝配效率,在用裝配孔定位方法定位翼肋時(shí)，其翼肋的外形采用由型架的內(nèi)形板確定,因此,為了裝配翼肋過(guò)定位，而將翼肋的兩個(gè)裝配孔的一個(gè)設(shè)計(jì)成橢圓形給予補(bǔ)給.如果兩個(gè)孔都設(shè)計(jì)成圓形孔。那么在裝配時(shí)存在裝配干涉問(wèn)題。圖１０直徑為φ8的裝配孔圖11設(shè)計(jì)成橢圓形的裝配孔(3）用裝配夾具(型架）定位由于飛機(jī)制造中，零件，組合件尺寸大，剛度小，所以飛機(jī)裝配過(guò)程中裝配夾具的功能和一般機(jī)械產(chǎn)品的裝配夾具的功能有本質(zhì)區(qū)別，機(jī)械產(chǎn)品的裝配夾具主要目的是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，而飛機(jī)裝配夾具的功能時(shí)保證零件組件在空間相對(duì)位置所必不可少的，另外，飛機(jī)裝配夾具除了起定位作用外，還有校正零件形狀和限制裝配變形的作用，所以飛機(jī)裝配夾具的定位件不遵守“六點(diǎn)定位原則"，往往采用多定位面的“超六點(diǎn)定位"，即“超定位"方法。在本設(shè)計(jì)中長(zhǎng)桁的定位（圖1２）選擇了用刻線定位和裝配夾具（型架)定位一起使用的方法。在定位件內(nèi)形板上刻有長(zhǎng)桁軸線，裝配長(zhǎng)桁時(shí)，按定位器上的刻線定位。同時(shí)在內(nèi)形板刻有長(zhǎng)桁軸線出開(kāi)缺口,方便長(zhǎng)桁的放置，并在外面放上蒙皮進(jìn)行鉚接操作。圖12內(nèi)形板上的長(zhǎng)桁軸線在飛機(jī)裝配中除用裝配夾具作為主要定位方法外，對(duì)不太復(fù)雜的組合件或板件可以用裝配孔定位的方法，在對(duì)無(wú)協(xié)調(diào)要求及定位準(zhǔn)確度不高的部位,可采用劃線定位的方法.3。2.3垂直尾翼前緣在型架中的放置狀態(tài)工件在型架中的放置狀態(tài)應(yīng)使工人在最有利的工作姿態(tài).下講行工作,即應(yīng)使工人的大部分操作是在站立姿態(tài)下,工作高度在1．1—1．４m工件在型架上的放置狀態(tài)樣式很多，可根據(jù)上述原則，結(jié)合工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和裝配工件內(nèi)容予以確定。對(duì)一般尺寸的梁,隔框，翼肋等平面型組合件,可在非轉(zhuǎn)動(dòng)式夾具內(nèi)平放或豎放，但最好采用轉(zhuǎn)動(dòng)式夾具。對(duì)大尺寸框類(lèi)或圓形結(jié)構(gòu)件。如大型機(jī)身隔板，機(jī)頭罩等，可設(shè)計(jì)成轉(zhuǎn)動(dòng)式夾具。對(duì)于板件,一般采用立方。機(jī)身類(lèi)的段、部件的放置狀態(tài)大多與飛機(jī)的飛行狀態(tài)一致。這樣放置可使隔框處于垂直位置，使定位件布置方便，特別是使型架卡板布局合理，同時(shí)，大型飛機(jī)機(jī)身裝配時(shí)往往以座艙地板作為定位基準(zhǔn)。地板處于水平位置，對(duì)裝配工作有利.對(duì)于翼面類(lèi)部件,習(xí)慣于垂直放置，即前緣向下.這樣放置適合于采用卡板定位的型架，裝配工作可以從兩面接近，也便于前緣內(nèi)部的操作.翼面類(lèi)部件的精加工型架多采用平放，因?yàn)橹饕僮魇窃诮宇^區(qū)，水平放置便于機(jī)翼在架內(nèi)定位,加工操作和吊運(yùn)工作,也便于精加工頭的布置。對(duì)于本次設(shè)計(jì)的垂直尾翼前緣組合型架用于垂直尾翼的前緣的組裝，在型架中的放置狀態(tài)選擇平放，并設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)式，便于在型架中定位,方便鉚接操作。如圖1３所示.圖13某飛機(jī)垂直尾翼前緣在型架中的放置狀態(tài)３．2.4工件在型架內(nèi)裝配完以后的出架方式是型架結(jié)構(gòu)放按中的主要問(wèn)題之一，對(duì)型架結(jié)構(gòu)影響較大.若出架方式選擇的好，則不但可以簡(jiǎn)化型架結(jié)構(gòu)，出架安全,不致?lián)p傷工件,還可以節(jié)廠房面積，簡(jiǎn)化搬動(dòng)設(shè)備。對(duì)于較小的工件，出架較為簡(jiǎn)單，只要有關(guān)的定位夾緊件能收縮足夠的尺寸，就能取出工件.對(duì)于大尺寸部件,尤其是大型飛機(jī)的大部件,出架方式應(yīng)該認(rèn)真考慮.大尺寸部件一般有三種出架方式:從型架上方吊出,縱向出架，側(cè)向出架。本次設(shè)計(jì)的垂直尾翼前緣組合型架用于垂直的安裝,選擇的是蒙皮內(nèi)形為基準(zhǔn)的裝配基準(zhǔn)。垂尾的尺寸相對(duì)較小。所以只要內(nèi)形板和橡皮筋之間能收縮足夠的尺寸，就能取出工件。3。2。5裝配型架由骨架，定位件，夾緊件和輔助設(shè)備等幾部分組成.骨架的結(jié)構(gòu)形式大體分為框架式,組合式，分散式和整體底座式.（１)框架式這種骨架由槽鋼或鋼管焊接的框架，多運(yùn)用隔框、翼肋、大梁等平面形狀的組合件，板件以及小型立體組合件，段件（如翼尖,艙門(mén)，小尺寸尾翼）.框架的放置方式多位豎放和轉(zhuǎn)動(dòng)式的,也有平放的。轉(zhuǎn)動(dòng)式框架的型架即便有操作，又可節(jié)省車(chē)間面積，但只限于尺寸不大的框架。.（2）組合式組合式骨架一般是由底座，立柱，支臂，梁等標(biāo)準(zhǔn)化元件所組成.組合式骨架的主要特點(diǎn)是規(guī)格化,標(biāo)準(zhǔn)化程度高，它類(lèi)似于積木式結(jié)構(gòu)，所以對(duì)設(shè)計(jì)和制造都有縮短周期,當(dāng)機(jī)型改變時(shí),元件大多可重復(fù)使用。但是，機(jī)型穩(wěn)定生產(chǎn)多年，這一優(yōu)越性就不顯著。由于不可能儲(chǔ)備大量品種齊全的標(biāo)準(zhǔn)件，所以當(dāng)一種新機(jī)試制時(shí),也只能按型架方案或草圖準(zhǔn)備閉實(shí)際準(zhǔn)備稍多些的標(biāo)準(zhǔn)件.而這種標(biāo)準(zhǔn)化的骨架元件的制造比利用槽鋼或型材要花費(fèi)更多的工時(shí)。此外，這種元件剖面尺寸大,也較笨重。單個(gè)元件的剛度雖大，但整個(gè)型架剛度較差,因?yàn)椴捎瞄g隙配合的機(jī)械連接，這就抵消了元件剛度大的特點(diǎn)。組合式骨架可以采用型架裝配機(jī)的安裝方法.我國(guó)每個(gè)飛機(jī)工廠對(duì)這種骨架采用的情況各有不同。有的廠過(guò)去的型架元件儲(chǔ)備較多，目前任在使用。有的廠庫(kù)存已不多,一般都不重新補(bǔ)充制造。在新機(jī)投產(chǎn)時(shí)，都改用槽鋼或鋼管焊接的型架。其制造周期比鑄鐵件還短，型架重量也可減輕。（3）分散式分散式骨架的特點(diǎn)是型架不設(shè)整體骨架，各個(gè)定位夾緊件固定在以車(chē)間地基為基礎(chǔ)的分散的金屬骨架上。這些骨架一般采用槽鋼或鋼管焊成。分散的骨架靠車(chē)間地基把它們連成一個(gè)整體，型架定位件的尺寸穩(wěn)定性主要決定于車(chē)間地基和型架基礎(chǔ)的穩(wěn)固程度。采用分散式骨架，要求車(chē)間地基比較穩(wěn)固,否則如地基有不均勻下沉,對(duì)型架準(zhǔn)確度影響較大。這是它致命的弱點(diǎn)。（4)整體底座式整體底座式骨架是指型架的骨架中有一個(gè)整體的底座，底座用多支點(diǎn)可調(diào)支承支撐在車(chē)間的地面上，型架的其他骨架及所有的定位夾緊件都固定在底座上.這種形式的骨架主要是可降低對(duì)地基的要求，地基如有受動(dòng)，可調(diào)整各文承點(diǎn),以保持底座的證確位置，從而保證型架準(zhǔn)確度的穩(wěn)定性。底座式骨架的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)定期檢查的辦法可消除地基變動(dòng)的影響.此外,型架是浮動(dòng)的．搬移比較方便。底座材料選取鋁時(shí)．與飛機(jī)的部件的脹縮一致,可自由伸縮。這種形式的缺點(diǎn)足耗費(fèi)金屬多，一臺(tái)大型部件裝配型架需幾十噸金屬。綜合比較所有的型架骨架的構(gòu)造方式.本次設(shè)計(jì)選擇可轉(zhuǎn)動(dòng)式型架.它既便于操作，又可節(jié)省車(chē)間面積。而且垂直尾翼的尺寸不大。如圖1４所示：圖14型架骨架3。２.６垂直尾翼到架的外形定位件用來(lái)確定飛機(jī)部件的氣動(dòng)力外形。它一般分為3類(lèi):卡板，內(nèi)型板和包絡(luò)式定位面板（或稱(chēng)包絡(luò)板）?？ò夂蛢?nèi)形板僅能定位某些切面外形,包絡(luò)板則可以定位整個(gè)空間曲面外形.卡板及包絡(luò)板位于部件的外形的外側(cè)，內(nèi)形扳一般用于定位蒙皮內(nèi)形。有些板件型架，除了使用卡板外，還使用內(nèi)形板。內(nèi)卡板與外形板的區(qū)別是:后者是外形定位件,而前者對(duì)外形和表面來(lái)說(shuō)只是個(gè)夾緊件（但兩者都能定位長(zhǎng)桁)。因此,內(nèi)卡板要與外卡板配合使用。卡板的工作表面可以是飛機(jī)的蒙皮外形,也可以是骨架外形（蒙皮內(nèi)形）。在一些以骨架為基準(zhǔn)的裝配裝配型架上,有時(shí)要求卡板既能定位骨架外形，又能在裝配蒙皮時(shí)起夾緊蒙皮的作用,從而又要求卡板帶蒙皮外形。為兼顧這兩方面，將卡扳的工作表面加工成蒙皮外形，而在卡板表面上分布一些局部活動(dòng)墊板。在本設(shè)計(jì)中根據(jù)垂尾的尺寸和某型機(jī)相關(guān)圖紙及技術(shù)資料,設(shè)計(jì)了１－7內(nèi)形扳(圖15)內(nèi)形板通過(guò)定位蒙皮的內(nèi)形來(lái)保證蒙皮的外形（與用外形卡板定位蒙皮的外形相比，準(zhǔn)確度要稍差些，相差一個(gè)蒙皮厚度的誤差)，再與橡皮繩(圖１6)一起使用把蒙皮緊緊的固定在假肋（即內(nèi)形板）上。起到保證外形、定位夾緊和防止練接時(shí)蒙皮的移動(dòng)。圖15內(nèi)形板圖１６夾緊蒙皮用的橡皮筋3。２。7飛機(jī)制造中一個(gè)很重要的特點(diǎn)就是，在飛機(jī)裝配時(shí)采用了許多大尺寸且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的裝配型架。裝配型架的制造,包括型架元件(即型架骨架元件和定位夾緊件）的加工和型架的安裝.對(duì)型架元件采用一般的機(jī)械加工方法就可以達(dá)到技術(shù)條件要求,而保證各定位件在大尺寸的型架骨架上的安裝準(zhǔn)確度則是比較困難的。首先，要保證飛機(jī)裝配的準(zhǔn)確度。在很大程度上取決于裝配型架的安裝準(zhǔn)確度，而且主要是型架安裝的準(zhǔn)確度.這一點(diǎn)與一般機(jī)械制造有很大差別。在一般機(jī)械制造中，主要零件是剛度比較大的機(jī)械加工件,機(jī)器裝配的準(zhǔn)確度主要取決于零件加工的準(zhǔn)確度和裝配時(shí)少量的補(bǔ)充加工或調(diào)整而不需要采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型裝配夾具，由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,大量使用尺寸大而剛度小的薄板,型材零件。為滿足飛機(jī)的外形要求，在裝配的各階段，包括組合件裝配、板件裝配、段件裝配和部件裝配階段，都必須采用大尺寸的,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的裝配型架，以保證裝配的準(zhǔn)確度.因此，型架的準(zhǔn)確度對(duì)保證飛機(jī)裝配的準(zhǔn)確度起決定性作用.為了保證飛機(jī)裝配的準(zhǔn)確度，必然要對(duì)型架制造的準(zhǔn)確度提出更高的要求，例如，在一臺(tái)是幾米長(zhǎng)的大型裝配型架上有許多卡板,各卡板安裝以后,其工作面所形成的曲面外形準(zhǔn)確度，一般要求應(yīng)比產(chǎn)品外形的準(zhǔn)確度高3~5倍，即公差為0．２ｍm左右.此外,還要保證各接頭定位件與這些外形卡板相對(duì)位置的準(zhǔn)確度.因此,這就要發(fā)展大尺寸空間位置精密測(cè)量技術(shù)。型架安裝用的各種方法,就是為了解決這個(gè)技術(shù)問(wèn)題而產(chǎn)生和發(fā)展起來(lái)的.其次,每個(gè)部件在各個(gè)裝配階段，都采用了不同的裝配型架：因此，在型架的安裝中，這要保證這些型架之間的一致性。還要保證裝配型架之間的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度.在飛機(jī)產(chǎn)量比較大的情況下,某些型架可能需要復(fù)制幾臺(tái)，必須保證這幾臺(tái)型架的一致性。還要保證裝配型架和零件加工工藝裝備的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度。為此，就需要采用一套標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備，編制合理的工藝裝備制造與協(xié)調(diào)路線。因此，型架的安裝技術(shù)與保證工藝裝備之間的協(xié)調(diào)方法密切相關(guān)。其三，在飛機(jī)的成批生產(chǎn)中,所使用的裝配型架和標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備的數(shù)量多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工作量很大（需要上百萬(wàn)個(gè)工時(shí)）.在飛機(jī)工廠需要設(shè)置專(zhuān)門(mén)的型架制造費(fèi)用，也是型架安裝技術(shù)中需要解決的重要問(wèn)題?；趯?duì)上面一些問(wèn)題的考慮，從飛機(jī)制造發(fā)展的早期階段至今，型架的裝配技術(shù)也有了很大的發(fā)展。其發(fā)展過(guò)程如下：(1）用通用測(cè)量工具安裝型架在飛機(jī)制造發(fā)展的早期階段，對(duì)大尺寸型架的安裝采用的是空間拉線和吊線的方法，用通用測(cè)量工具進(jìn)行測(cè)量。用通用測(cè)量工具安裝型架的方法是一種簡(jiǎn)單原始的方法。對(duì)于小型裝配型架(或夾具)，可以使用鉗工平臺(tái)。在平臺(tái)上劃出型架的結(jié)構(gòu)位置線（平面投影位置線），并利用直角尺和高度尺建立起空間坐標(biāo)系。對(duì)于大尺寸型架．可以用細(xì)鋼絲在型架骨架上建立縱向基準(zhǔn)線，水平基準(zhǔn)線和橫向基準(zhǔn)線，并以這些實(shí)際的線作為型架安裝時(shí)測(cè)量用的基準(zhǔn)線。對(duì)于帶曲線外形的定位件，還要借助于樣板在空間進(jìn)行定位。這種方法雖然很簡(jiǎn)單。但安裝時(shí)即很費(fèi)時(shí)間，又很不準(zhǔn)確。（2)用標(biāo)準(zhǔn)樣件安裝在第二次世界大戰(zhàn)期間,飛機(jī)的產(chǎn)量迅速增長(zhǎng)，對(duì)飛機(jī)制造準(zhǔn)確度和互換性的要求也大大提高。為適應(yīng)這一發(fā)展需要，出現(xiàn)了新的型架安裝方法.其中一種方法是用標(biāo)準(zhǔn)件安裝型架。用標(biāo)準(zhǔn)件安裝型架的方法是，對(duì)于小型戰(zhàn)斗機(jī)，用一套與實(shí)物1:1尺寸的標(biāo)準(zhǔn)件來(lái)安裝各種型架，用以加快型架的安裝。保證型架之間的協(xié)調(diào)．并解決幾個(gè)工廠同時(shí)生產(chǎn)一種飛機(jī)時(shí)各個(gè)部件之間的互換問(wèn)題.但這種力法也有它的缺點(diǎn)：一套大尺寸標(biāo)準(zhǔn)件的制造費(fèi)很高，制造周期又長(zhǎng)，標(biāo)準(zhǔn)樣件的尺寸大而笨重，使用和運(yùn)輸都不方便也容易變形和損壞。(3）用型架裝配機(jī)安裝型架在飛機(jī)制造中，為了提高型架準(zhǔn)確度，在第二次世界大戰(zhàn)期間，美國(guó)曾研究出另外一種型架安裝方法,即用大型工具塢安裝型架.它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)大型空間坐標(biāo)型架，由3組相互垂直的坐標(biāo)尺組成，即第一組為縱坐標(biāo)尺，第二組為由縱坐標(biāo)尺定位且可移動(dòng)的垂直坐標(biāo)尺,第三組為由垂直坐標(biāo)尺定位的橫坐標(biāo)尺。每個(gè)坐標(biāo)尺寸都經(jīng)過(guò)精確的加工和定位安裝,保證嚴(yán)格的相互平行和垂直。據(jù)稱(chēng)：１8m長(zhǎng)的4條縱坐標(biāo)尺，其平行度沿全長(zhǎng)要控制在０.025ｍｍ以?xún)?nèi)。在每個(gè)坐標(biāo)尺都有一排用坐標(biāo)鏜床精密加工的等間距定位孔。在坐標(biāo)尺上兩個(gè)孔之間的尺寸,可以通過(guò)小的精密孔板來(lái)確定.這樣，就可以在工具塢中準(zhǔn)確地確定空間任意點(diǎn)的坐標(biāo)位置。在安裝型架時(shí)，將整個(gè)型架骨架孜在工具塢中,并按型架定位件在型架中的位置，定位好垂直坐標(biāo)尺和橫坐標(biāo)尺。型架的定位件通過(guò)工具孔定位在定位板上,定位板則通過(guò)基準(zhǔn)孔定位在橫坐標(biāo)尺上.定位件定位以后，用澆注的方法將其固定在型架的骨架上。在用工具塢安裝型架方法的基礎(chǔ)上，為了提高型架安裝工作的效率，前蘇聯(lián)曾把工具塢機(jī)床化，將其發(fā)展成為型架裝配機(jī)。其縱坐標(biāo)尺固定在可縱向移動(dòng)的工作臺(tái)的側(cè)面，臺(tái)面靠電機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)拖動(dòng)：垂直坐標(biāo)尺固定在機(jī)床的龍門(mén)架上。這樣,就克服了用工具塢時(shí)需要經(jīng)常移動(dòng)笨重的垂直坐標(biāo)尺和橫坐標(biāo)尺的缺點(diǎn).但是，因型架裝配機(jī)的尺寸不宜過(guò)大,就不可能將大型的裝配型架整個(gè)安裝在型架裝配機(jī)中.因此，型架必須設(shè)計(jì)成組合式的,只能將型架的梁安裝在型架裝配機(jī)上.（4）用光學(xué)儀器安裝型架為了解決上述幾種型架安裝方法中存在的問(wèn)題，在20世紀(jì)5０年代初，發(fā)展了一種以光學(xué)儀器的視線為基準(zhǔn)線的型架安裝方法。以光學(xué)視線作為基準(zhǔn)線來(lái)安裝型架十分準(zhǔn)確,而且，型架的尺寸和結(jié)構(gòu)形式不受限制.這種方法后來(lái)成為安裝型架的主要方法。用光學(xué)儀器建立的光學(xué)視線作為安裝型架的基準(zhǔn)線,其優(yōu)點(diǎn)是明顯的。它克服了用一般機(jī)械方法建立空間測(cè)量基準(zhǔn)所帶來(lái)的許多缺點(diǎn),諸如:因大型機(jī)械設(shè)備的制造精度不高，剛度不足而產(chǎn)生的自重?fù)隙龋驕囟茸兓a(chǎn)生變形等。此外，因光學(xué)儀器比較精巧，可直接安裝在型架的骨架上;型架的安裝和檢修比較方便,使用比較靈活。多配備一些光學(xué)儀器可以平行安裝多臺(tái)型架，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。(5）用激光準(zhǔn)直儀安裝型架為了克服使用光學(xué)儀器時(shí)操作效率低和大距離測(cè)量精度低的缺點(diǎn)。20世紀(jì)60年代，在型架安裝中開(kāi)始用激光光束代替光學(xué)視線。用激光光束作為安裝型架的基準(zhǔn)線有許多優(yōu)點(diǎn).因激光是有色的可見(jiàn)光，便于操作者尋找目標(biāo)和觀測(cè)。因此，用激光光束作為基準(zhǔn)線即具有拉鋼絲的直觀性，又具有光學(xué)視線的準(zhǔn)確性。激光光束還具有良好的方向性，發(fā)散度比較小，在型架安裝所需的距離范圍內(nèi)．光束塑商徑基本不變,因此.對(duì)大距離的測(cè)量比較準(zhǔn)確。激光光束還可以為光敏目標(biāo)所接受,光束和目標(biāo)之間不同心度的偏差可以用電壓表指示出來(lái)。從而可避免人為的觀測(cè)誤差.若將光束和目標(biāo)中心偏差的電參數(shù)輸送給自動(dòng)控制系統(tǒng)，則可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位．用激光光束進(jìn)行定位和安裝時(shí)，觀測(cè)和調(diào)整可由一個(gè)人進(jìn)行.從而可提高工作效率．節(jié)省人力。由于上述原因，激光準(zhǔn)直儀很快在型架中得到應(yīng)用.（6)用CＡT技術(shù)安轉(zhuǎn)型架在激光準(zhǔn)直儀應(yīng)用的基礎(chǔ)上,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,產(chǎn)生了把二者結(jié)合起來(lái)應(yīng)用的計(jì)算機(jī)輔助經(jīng)緯儀CＡT(ｃoｍｐuterAｉdｅdTｈeｏｄolｉte）測(cè)量技術(shù)。CAT測(cè)量枝術(shù)使光學(xué)儀器的定位不再依賴(lài)于工具軸和光學(xué)站，它使型架的安裝更加方便，直觀,可省去大量的計(jì)算工作。并且這利光學(xué)安裝系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了與產(chǎn)品數(shù)字模型相結(jié)合，產(chǎn)品工藝裝備可直接由傳輸?shù)紺ＡT系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)集直接制造出來(lái)。這一數(shù)據(jù)集就是實(shí)質(zhì)上的標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備，而不再需要模擬量形式的標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備。CAＴ技術(shù)使工作效率和安裝質(zhì)量得到了大幅度的提高。在我國(guó)為波音公司制造的波音７37－70０尾段是所使用的型架，就是用這種方法安裝的。綜上所述，在本設(shè)計(jì)中垂直尾翼前緣組合型架的安裝，根據(jù)生產(chǎn)此垂直尾翼前緣的飛機(jī)制造公司的現(xiàn)有生產(chǎn)條件和技術(shù)條件，采用了型架裝配機(jī)來(lái)安裝垂直尾翼前緣組合型架。垂直尾翼前緣組合型架的尺寸不大，選擇這種方式安裝是最合理的.且體安裝步驟和要求如下:先設(shè)計(jì)制造好的內(nèi)形板和肋連接板先用螺栓連接在一起.然后再把肋形尾桿焊接在已連接好的內(nèi)形板和連接板上。把內(nèi)形板，連接板,肋形尾桿，按所需尺寸精確的安裝到型架裝配機(jī)上（如圖17所示）.型架裝配機(jī)的精度能夠達(dá)到０．0０２5ｍm。在本設(shè)計(jì)中要求型架的精度很高。把支架和軸承和框架用螺栓連接在一起?？蚣芘c套筒用小軸通過(guò)焊接，連接在一起（如圖18所示)。在這兒用小軸來(lái)連接框架和套筒是因?yàn)樘淄彩菆A形，框架是方形，如果直接焊接在一起，接觸面很小,受力小,尾翼在型架上工作的時(shí)候，由于要受到鉚接的沖擊力,很容易損壞。用小軸連接他們能增大它們的接觸面，增強(qiáng)受力。最后把連接好的支架和框架和套筒套進(jìn)肋形尾桿中用快干水泥固定(如圖19所示)。整個(gè)型架就安裝完成了(如圖20所示)。用這種方式安裝型架，既能保證型架的尺寸要求（內(nèi)形板與連接板一直在型架裝配機(jī)上),又能把安裝過(guò)程中的誤差積累釋放到最后的肋形尾桿和套筒連接上面去。圖１８連接好的內(nèi)形板，連接板，肋形尾桿圖1９用快干水泥連接的骨架和肋形尾桿圖２0安裝好的型架4飛機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展4.1現(xiàn)代飛機(jī)配型架設(shè)計(jì)新技術(shù)４。1。1傳統(tǒng)型架設(shè)計(jì)方法傳統(tǒng)的裝配型架設(shè)計(jì)過(guò)程一般分為四個(gè)階段：第一，設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備工作，包括消化產(chǎn)品設(shè)計(jì)資料；了解有關(guān)工藝方案和指令性工藝文件（如裝配方案、協(xié)調(diào)方案等）；了解裝配內(nèi)容、裝配程序、交接狀態(tài)等。第二,草圖設(shè)計(jì)或型架設(shè)計(jì)方案的確定。第三，繪制工作總圖。第四，繪制零件圖。工裝設(shè)計(jì)人員還要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)在設(shè)計(jì)過(guò)程中增加保險(xiǎn)系數(shù)來(lái)保證工裝的剛度和強(qiáng)度,因而使工裝缺乏美感。造成材料的浪費(fèi)。為了保證產(chǎn)品的互換協(xié)調(diào)性,一個(gè)部件的裝配往往不是一個(gè)裝配型架，而是一組裝配型架。因此，型架的協(xié)調(diào)性和成套性顯得尤為重要。為保證協(xié)調(diào)性，生產(chǎn)中大量采用了標(biāo)準(zhǔn)工裝和模線樣板，即制造協(xié)調(diào)依據(jù).傳統(tǒng)的工裝設(shè)計(jì)制造采用模線樣板、標(biāo)準(zhǔn)樣件(量規(guī)）工作法。模線樣板、準(zhǔn)樣件（量規(guī)）作為原始造和協(xié)調(diào)依據(jù),通過(guò)樣件（量規(guī))的實(shí)物外形和交點(diǎn)孔位傳遞產(chǎn)品的外形和交點(diǎn)要求,并保證產(chǎn)品制造過(guò)程的協(xié)調(diào)互換，然后制造表面樣件、過(guò)渡工裝等,直至完成型架制造.為了保證產(chǎn)品制造精度和互換協(xié)調(diào)，飛機(jī)制造過(guò)程中采用了成套裝配型架.為了減小裝配過(guò)程中結(jié)構(gòu)的變形并保證準(zhǔn)確定位，現(xiàn)有裝配型架采用剛性結(jié)構(gòu),而且一套型架只能用于一個(gè)裝配對(duì)象，因此,飛機(jī)生產(chǎn)準(zhǔn)備過(guò)程中需要制造大量的裝配型架。由于要求精度高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此裝配型架的制造周期長(zhǎng),成本高.傳統(tǒng)的裝配型架上要安裝許多定位器。為了保證定位器的精度,定位件的安裝往往需要專(zhuān)用的且精度高的標(biāo)準(zhǔn)樣件、安裝儀器（如電子經(jīng)緯儀、激光準(zhǔn)直儀等）,工作分散性差。安裝效率低,安裝周期長(zhǎng)。一般飛機(jī)生產(chǎn)準(zhǔn)備周期占其研制周期的1/2以上,而裝配型架的設(shè)計(jì)制造是飛機(jī)生產(chǎn)準(zhǔn)備的主要內(nèi)容之一。減少型架的制造時(shí)間,對(duì)縮短整個(gè)產(chǎn)品研制周期有重要意義。為縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，人們希望產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成后，生產(chǎn)工裝很快就能投入使用，而型架設(shè)計(jì)的依據(jù)是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),需要模線樣板和標(biāo)準(zhǔn)樣件進(jìn)行協(xié)調(diào)。因而傳統(tǒng)的型架設(shè)計(jì)方法往往是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成后設(shè)計(jì)模線樣板和標(biāo)準(zhǔn)樣件，然后才開(kāi)始進(jìn)行裝配型架的設(shè)計(jì)，同時(shí)設(shè)計(jì)輔助工裝。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，裝配對(duì)象的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)經(jīng)常改動(dòng),導(dǎo)致模線樣板和標(biāo)準(zhǔn)樣件等隨之改動(dòng),同時(shí)裝配型架的設(shè)計(jì)必然隨之改動(dòng),這又延長(zhǎng)了型架的設(shè)計(jì)制造周期.從以上特點(diǎn)再結(jié)合本次設(shè)計(jì)“某型機(jī)垂直尾翼前緣組合型架的設(shè)計(jì)”發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)型架設(shè)計(jì)方法已無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代飛機(jī)制造的要求，急需要更先進(jìn)，更方便的型技術(shù).4．１．2現(xiàn)代裝配型架設(shè)計(jì)的新技術(shù)隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為了能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立穩(wěn)腳跟謀求發(fā)展，企業(yè)必須以最新的產(chǎn)品、最短的開(kāi)發(fā)時(shí)間、最優(yōu)的質(zhì)量、最低的成本、最佳的服務(wù)、最好的環(huán)保效果和＊ｂ＃的市場(chǎng)響應(yīng)速度來(lái)贏得市場(chǎng)和用戶。航空制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，人們要求飛機(jī)的承載能力更強(qiáng)，更高效，而交貨周期要求更短。為了滿足各方面的要求，設(shè)計(jì)師們不得不尋求更先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和工具，以提高產(chǎn)品質(zhì)量,縮短研制周期.有限元分析法和智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)加速了產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)。使零件、組合件的設(shè)計(jì)達(dá)到了前所未有的精度。這些先進(jìn)的方法和工其為型架設(shè)計(jì)方法的改進(jìn)提供了技術(shù)基礎(chǔ).１。飛機(jī)結(jié)構(gòu)和工裝的并行設(shè)計(jì)方法飛機(jī)的工作環(huán)境比較惡劣,且其精度要求又越來(lái)越高.機(jī)身內(nèi)部成件愈來(lái)愈多,結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜,導(dǎo)致設(shè)計(jì)周期更長(zhǎng)，設(shè)計(jì)更改更多,這必然影響工裝的設(shè)計(jì)、制造周期，延長(zhǎng)了產(chǎn)品的研制周期。要縮短產(chǎn)品的上市周期，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí),就應(yīng)開(kāi)始工裝設(shè)計(jì)，即產(chǎn)品和工裝的并行設(shè)計(jì)。由于工裝的設(shè)計(jì)依據(jù)來(lái)源于產(chǎn)品的數(shù)據(jù).要在最終產(chǎn)品數(shù)據(jù)還未確定的情況下進(jìn)行工裝設(shè)計(jì)，工裝的部分結(jié)構(gòu)必須獨(dú)立于產(chǎn)品數(shù)據(jù)。工裝和產(chǎn)品并行設(shè)計(jì)的一個(gè)基本思路是改變傳統(tǒng)的工裝結(jié)構(gòu)，將其劃分為獨(dú)立于產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)或只需要基本數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和依賴(lài)于最終產(chǎn)品數(shù)據(jù)的專(zhuān)用結(jié)構(gòu)件兩部分。裝配型架的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)部分主要有立柱、底座、輔助支撐等，標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較大,需用專(zhuān)用大型加工設(shè)備，制造周期長(zhǎng)。專(zhuān)用部分主要有刻度板、接頭定位件等，專(zhuān)用件一般尺寸較小，設(shè)計(jì)、加工制造周期短，不需要專(zhuān)門(mén)的大型專(zhuān)用設(shè)備.因此,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初期就可以進(jìn)行工裝標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)制造，當(dāng)產(chǎn)品最終版本發(fā)放后，只需設(shè)計(jì)制造專(zhuān)用結(jié)構(gòu)就可以進(jìn)行裝配了.2．裝配型架的柔性設(shè)計(jì)方法柔性裝配工裝是基于產(chǎn)品數(shù)字量尺寸協(xié)調(diào)體系的、可重組的模塊化、自動(dòng)化裝配工裝系統(tǒng)，其目的是免除設(shè)計(jì)和制造各種產(chǎn)品（如飛機(jī)壁板、翼梁等)裝配專(zhuān)用的傳統(tǒng)裝配型架、夾具，從而降低工裝制造成本,縮短工裝準(zhǔn)備周期，減少生產(chǎn)用地,同時(shí)大幅度提高裝配生產(chǎn)率。提高產(chǎn)品工藝裝備“柔性”的方式有兩種，一種是拼裝型架方式，用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的型架元件來(lái)拼裝型架；另一種是可卸定位件方式，即型架骨架基本不變，而分布于骨架上的定位器全部做成可拆卸的,這樣，當(dāng)生產(chǎn)任務(wù)發(fā)生變化時(shí)，只需要更換行動(dòng)定位器即可.柔性裝配工裝技術(shù)在國(guó)外飛機(jī)制造中體現(xiàn)的特別明顯，典型的應(yīng)用有空客飛機(jī)機(jī)翼壁板柔性裝配工裝、水平安定面升降舵柔性裝配工裝、機(jī)身柔性裝配工裝和總裝用的柔性對(duì)接工裝等。飛機(jī)的研制型號(hào)改型多,更新速度快，型架大.裝配型架相應(yīng)就非常多,淘汰速度快，占地面積大.傳統(tǒng)裝配工裝采用剛性結(jié)構(gòu)，一套型架只能裝配一個(gè)組合件或部件。柔性裝配型架可以裝配不同產(chǎn)品,能夠減少型架數(shù)量,從而減少工裝制造周期和費(fèi)用,減少生產(chǎn)用地。柔性裝配技術(shù)在國(guó)外大型航空企業(yè)已經(jīng)普遍采用，國(guó)外飛機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展表明，采用柔性裝配是縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本的有效途徑。柔性設(shè)計(jì)的基本思想是在型架中采用可以快速調(diào)整的機(jī)構(gòu)，以滿足不同裝配對(duì)象的裝配要求。一般型架有數(shù)個(gè)立柱，每個(gè)立柱上有很多定位件。型架上的立柱和定位件甚至底座都是可以調(diào)整的。柔性裝配型架采用確定裝配設(shè)計(jì)方法可以縮短型架的制造周期，同時(shí)采用內(nèi)定位的裝配方法又可以簡(jiǎn)化型架.3.裝配型架的內(nèi)定位裝配設(shè)計(jì)方法在剛性較好的骨架零件(或組合件)上預(yù)先制出坐標(biāo)定位孔,裝配時(shí)在裝配型架（或裝配夾具)中以骨架零件上的坐標(biāo)定位孔按相應(yīng)定位器進(jìn)行定位，即內(nèi)定位裝配方法。主旨是以孔代替外形作為定位基準(zhǔn),用簡(jiǎn)單的定位孔定位件代替外形卡板，型架不采用或少采用外形卡板或包絡(luò)板，這種裝配方法所用的裝配型架結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，制造費(fèi)用低，裝配時(shí)工作開(kāi)敞性好.傳統(tǒng)的裝配型架均是以骨架外形為基準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，裝配型架采用的外卡板定位骨架外形和夾緊蒙皮，從而又要求卡板帶蒙皮的外形,外卡板存在下述缺點(diǎn)：第一是卡板尺寸大，重量重,型架骨架粗大、復(fù)雜、笨重;第二是型架開(kāi)敞性差;第三是卡板制造工作量大；第四是卡板需開(kāi)啟,型架實(shí)際占地面積較大；第五是對(duì)大型部件,可開(kāi)啟的卡板，影響型架工作梯的安裝;第六是型架制造成本高。采用內(nèi)定位裝配方法,裝配型架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的型架設(shè)計(jì)相比有兩大改變：一種是大量采用孔定位件.在剛性好的結(jié)構(gòu)件上，直接利用結(jié)構(gòu)孔定位或者事先在結(jié)構(gòu)件上留取工藝孔。另一種是采用多支點(diǎn)可調(diào)支撐。裝配型架在設(shè)計(jì)時(shí)采用多支點(diǎn)可調(diào)的支撐形式，以便將地基的不均勻變形對(duì)裝配型架精度的影響限制在局部范圍內(nèi)。這是一種“以動(dòng)制動(dòng)"的制約方式，型架結(jié)構(gòu)也變得輕巧，焊接框架的截面尺寸普遍減小。另外,采用多支點(diǎn)可調(diào)支撐給吊裝、搬運(yùn)帶來(lái)很大的方便.采用內(nèi)定位裝配方法時(shí),以骨架上的工藝孔為基準(zhǔn)裝配，準(zhǔn)確定位骨架，在剛性骨架準(zhǔn)確定位連接后，覆蓋蒙皮壁板，就可以保證外形的準(zhǔn)確，對(duì)外形卡板的應(yīng)用可大量減少。這樣可極大地簡(jiǎn)化工裝，最大限度的減少工裝的品種和數(shù)量,減少工裝設(shè)計(jì)工作量，降低工裝制造成本，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，并使得飛機(jī)裝配的施工通路開(kāi)敞，從而提高工藝制造工作的效率,以贏得寶貴的研制周期。某公司轉(zhuǎn)包產(chǎn)品均采用內(nèi)定位方法，主要是用孔定位代替外形定位（即用簡(jiǎn)單的定位孔定位件代替外卡板）和用內(nèi)形定位代替外形定位（即采用內(nèi)形板定位件代替外卡板）。如波音垂尾裝配時(shí)垂尾總裝型架結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,前梁組合件以型架上垂尾接頭定位器、梁腹板定位孔定位件定位;后梁組合件以型架上后梁接頭定位器、方向舵懸掛支臂接頭定位器定位，以外形壓緊件壓緊;根肋靠前、后梁零件面和定位孔定位件進(jìn)行定位；翼尖斜肋處設(shè)定位板,以?xún)蓚€(gè)定位孔和肋前緣處局部外形定位。還有法航340翼盒裝配型架也是采用了內(nèi)定位的形式。內(nèi)定位的裝配方法大大的縮短了研制周期和簡(jiǎn)化了工裝。4。裝配型架的數(shù)字化設(shè)計(jì)方法對(duì)于裝配工裝的設(shè)計(jì)，要進(jìn)行產(chǎn)品與產(chǎn)品、產(chǎn)品與工裝、工裝與工裝之間靜動(dòng)態(tài)干涉檢查。對(duì)于裝配型架的設(shè)計(jì)要考慮工件的出架方式。由于零部件形狀和工裝都是空間三維形狀.在進(jìn)行干涉檢查過(guò)程中，工藝人員很難想象這些三維空間的兒何體之間的相互位置關(guān)系，干涉現(xiàn)象是減少設(shè)計(jì)更改的關(guān)鍵，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法對(duì)此是無(wú)能為力的。利用數(shù)字化設(shè)計(jì)，可以根據(jù)產(chǎn)品外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)字化模型,利用數(shù)字化預(yù)裝配技術(shù)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行產(chǎn)品造型和裝配的全過(guò)程,達(dá)到零件加工前就能進(jìn)行配合檢查,可以檢查工件的干涉和配合不協(xié)調(diào)的情況，降低由于工程錯(cuò)誤和返工等造成的設(shè)計(jì)更改成本。裝配型架的數(shù)字化包括型架的數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化制造和數(shù)字化檢測(cè).型架的數(shù)字化設(shè)計(jì)是指在三維環(huán)境下,進(jìn)行型架結(jié)構(gòu)件的零組件設(shè)計(jì)和數(shù)字化預(yù)裝配設(shè)計(jì)。數(shù)字化制造是指應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計(jì)的工裝模型,采用數(shù)字化加工設(shè)備，對(duì)工裝的關(guān)鍵特征型面、互換協(xié)調(diào)交點(diǎn)等進(jìn)行加工和裝配。數(shù)字化檢測(cè)是指采用數(shù)字化檢測(cè)設(shè)備對(duì)型架進(jìn)行檢測(cè).在ＪSF項(xiàng)目的競(jìng)爭(zhēng)中。某公司的數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)就是其戰(zhàn)勝波音而獲勝的關(guān)鍵技術(shù)之一.采用型架數(shù)字化設(shè)計(jì)制造，產(chǎn)品的外形和協(xié)調(diào)互換信息用數(shù)字量代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模擬量傳遞，采用數(shù)字化設(shè)備加工和裝配，利用數(shù)字化檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，保證飛機(jī)制造的外形和協(xié)調(diào)互換的要求.數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)的應(yīng)用,使型架設(shè)計(jì)和制造過(guò)程發(fā)生了很大變化，三維數(shù)字量取代了模擬量傳遞的協(xié)調(diào)方法，取消了樣板、樣件,縮短了裝配型架的制造周期.5．裝配型架的模塊化設(shè)計(jì)方法型架的模塊化設(shè)計(jì)即工裝設(shè)計(jì)的各種數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和完善，模塊化設(shè)計(jì)對(duì)提高工裝設(shè)計(jì)效率是一條簡(jiǎn)單而有效的途徑，包括標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)的建立和完善，有關(guān)工藝數(shù)據(jù)的建立,工裝典型結(jié)構(gòu)庫(kù)的開(kāi)發(fā)等等.另外，針對(duì)不同工裝開(kāi)發(fā)各種專(zhuān)用工裝設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)提高設(shè)計(jì)效率也是非常有效的。在數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中,應(yīng)充分考慮目前工裝設(shè)計(jì)的主流平臺(tái),使不同的系統(tǒng)能夠互相無(wú)縫連接.工裝的模塊化設(shè)計(jì)首先應(yīng)對(duì)目前工裝的典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析總結(jié)，對(duì)一些標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)先加工制造,這樣當(dāng)接到訂單后就能很快的調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中的模塊進(jìn)行型架的設(shè)計(jì)，可以大大的縮短設(shè)計(jì)、制造周期.模塊建成后，可以省去很多繁瑣的計(jì)算等工作。４.4飛機(jī)裝配定位的簡(jiǎn)化長(zhǎng)期以來(lái)，飛機(jī)結(jié)構(gòu)件以鈑金件為主.由于鈑金件的剛性小，在裝配過(guò)程中需采用大量的工藝裝備來(lái)保證飛機(jī)結(jié)構(gòu)的剛性。在現(xiàn)代飛機(jī)機(jī)構(gòu)中,大量應(yīng)用整體框，肋和梁以及整體壁板,它們便于進(jìn)行數(shù)控加.例如，在某型號(hào)殲擊機(jī)的研制中，機(jī)翼機(jī)械加工結(jié)構(gòu)件占總量的９0％以上。由于機(jī)械加工結(jié)構(gòu)件剛性好，精度高,與傳統(tǒng)飛機(jī)相比，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作發(fā)生了很大的變化。一般把傳統(tǒng)和現(xiàn)代這兩種類(lèi)型的飛機(jī)區(qū)分為“軟殼”式和“硬殼"式飛機(jī).ＭD一90屬于“半硬殼”式飛機(jī)，新型戰(zhàn)斗機(jī)常是“硬殼”式飛機(jī)。新的“硬殼"式飛機(jī)結(jié)構(gòu)產(chǎn)準(zhǔn)備工作帶來(lái)了很多變化?！败洑ぁ笔斤w機(jī)結(jié)構(gòu)以鈑金件為主,鉚接工作量大。在這種飛機(jī)結(jié)構(gòu)中,工藝分離面的合理劃分具有重要的技術(shù)，經(jīng)濟(jì)意義,而大量的鉚接結(jié)構(gòu)又給工藝分離面帶來(lái)了多種可能.因此,合理的工藝分離面劃分一般要經(jīng)過(guò)試制，批生產(chǎn)等幾個(gè)階段才能定型.“硬殼”式飛機(jī)結(jié)構(gòu)主要以整體機(jī)械加工件為主，鉚接結(jié)構(gòu)大幅度減小,工藝分離面劃分得以簡(jiǎn)化。鉚接結(jié)構(gòu)的減少，使得劃分工藝分離面的選擇余地也很小。在某型號(hào)工程的裝配廠房中,已看不到框、梁、壁板的裝配夾具,所有的飛機(jī)裝配工藝裝備只有1０余臺(tái)?！坝矚ぁ笔斤w機(jī)的裝配定位主要采用孔系定位。一方面，由于機(jī)械加工結(jié)構(gòu)剛性好，型面加工精