选择装配工艺基准的优化方案

2023-07-18 理论教育版权反馈

【摘要】：部件外形的准确度主要取决于装配型架的制造准确度和装配后的变形。表6-2两种装配基准的比较续表近年来，由于飞机速度不断提高，一般采用厚蒙皮或整体壁板结构。这个装配过程就是以蒙皮外形为基准的装配方法。结构件定位应尽可能直接利用设计基准作为装配定位基准。例如，整体翼肋、整体大梁数控加工时的定位基准孔，在装配夹具内定位时，采用该孔作为装配定位基准能保证较高的位置准确度。③装配基准与定位基准重合的原则。

基准就是确定结构件之间相对位置的一些点、线、面。产品设计需要建立这样的基准，例如飞机水平基准线、对称轴线、翼弦平面、弦线、梁轴线、长桁轴线、框轴线、肋轴线等，统称为设计基准。

设计基准一般都是不存在于结构表面上的点、线、面。在生产中往往无法直接利用设计基准。因此，在装配过程中要建立装配工艺基准。它是存在于结构件表面上的点、线、面，可以用来确定结构件的装配位置。

在国外，有把不存在于结构上的设计基准，用标识物标记在结构上的做法。这种标记不但在装配时可以利用，而且还可长期保存。这是一种比较好的做法。例如，飞机水平基准线、飞机对称轴线都可以采用这种方法标记在结构件表面上。

工艺基准按功能分有如下3 类。

①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；

②装配基准：用以确定结构件之间的相对位置；

③测量基准：用于测量结构件装配位置尺寸的起始位置。

飞机各部件的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，即以骨架为基准和以蒙皮外形为基准。

以骨架为基准的装配示意图如图6-3所示。图6-3（a）的装配过程如下：翼肋按定位孔定位，铆上桁条，组成骨架，放上蒙皮，用橡皮绳或钢带拉紧，然后进行骨架与蒙皮的铆接。图6-3（b）的装配过程如下：翼肋按卡板定位，与大梁、桁条等组成骨架后，放上蒙皮，用卡板压紧，然后进行骨架与蒙皮的铆接。

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图6-3　以骨架为基准的装配示意图

显然，这种以骨架为基准进行装配的方法，其误差积累是“由内向外”的，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，即：

①骨架零件制造的外形误差；

②骨架的装配误差；

③蒙皮的厚度误差；

④蒙皮和骨架由于贴合不紧而产生的误差；

⑤装配后产生的变形。

可见，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。为了提高外形准确度，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。

为了满足上述要求，在结构设计和装配方法上，出现了以蒙皮外形为基准的装配方法。

以蒙皮外形为基准进行装配的典型结构和装配示意图如图6-4所示。图6-4（a）的装配过程如下：因为在结构上翼肋分成两个半部，首先将半肋和桁条铆在蒙皮上，然后用撑杆将蒙皮顶紧在卡板上，最后将两个半肋连接在一起。图6-4（b）的装配过程如下：蒙皮、桁条和补偿片首先装配成板件，然后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，最后将补偿片和长桁上的角片与隔框铆接在一起。

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图6-4　以蒙皮外形为基准的装配示意图

这类结构装配的误差积累是“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。部件外形的准确度主要取决于装配型架的制造准确度和装配后的变形。这种装配方法消除了蒙皮厚度误差，减少了骨架零件制造误差对外形的影响。部件外形误差由以下几项误差积累而成，即

①装配型架卡板的外形误差；

②蒙皮和卡板外形之间由于贴合不紧而产生的误差；

③装配后产生的变形。

显然，采用什么基准进行装配取决于部件的结构。两种装配基准的比较如表6-2所示。

表6-2　两种装配基准的比较

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续表

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近年来，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。在结构和工艺上要采取其他各种措施，甚至采用提高整体结构件的加工准确度，以确保外形准确度的要求。

如图6-5所示为壁板化机翼结构示意图。由于前、中、后翼肋和前、后梁都有弦向分离面，就有可能预先分成壁板来装配。例如，上翼面可分解成3 个板件，下翼面也可分解成3个板件。其装配过程大致如下：首先在机翼中段型架内将中段上、下壁板紧贴在卡板上，选择合适的垫片，将上、下半梁装配起来；然后在机翼总装型架内将前、后段的上、下壁板紧贴在卡板上，与机翼中段组合并铆接。这个装配过程就是以蒙皮外形为基准的装配方法。

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图6-5　壁板化机翼结构示意图

可见，在结构设计和制订工艺方案时，应合理地使用各种补偿方法，以得到准确的飞机外形。

在选择定位基准和装配基准时应遵循以下4 个原则。

①装配定位基准与设计基准统一的原则。结构件定位应尽可能直接利用设计基准作为装配定位基准。对于不能利用的，应通过工艺装备间接地实现基准的统一。例如，机翼翼肋的位置在图样上是用肋轴线确定的，当定位翼肋时，应选择翼肋轴线面作为定位基准。

②装配定位基准与零件加工基准统一的原则。应尽量使装配定位基准与零件加工基准相统一；若二者不统一，则应进行协调。例如，整体翼肋、整体大梁数控加工时的定位基准孔，在装配夹具内定位时，采用该孔作为装配定位基准能保证较高的位置准确度。

③装配基准与定位基准重合的原则。当部件或分部件为叉耳对接或围框式对接时，这些接头或平面在部件（或分部件）装配时是定位基准，在部件对接时是装配基准，亦即装配基准与定位基准统一。

④基准不变的原则。在部件的整个装配过程中，每道工序及每一个装配阶段（装配单元）都用同一基准进行定位，即构件的二次定位应采用同一定位基准。在机翼前梁装配时，若以前梁接头对接孔作为定位基准，则在前梁与前缘对合、部件总装时，均应以该接头对接孔作为定位基准。

选择装配工艺基准的优化方案

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