《飞机装配工艺》(教案)

飞机装配工艺本课程系飞行器制造专业必修课、飞行器着机专业选修课。

《飞行器制造工程十五建设报告》摘要项目提出的依据：我院“飞行器制造工程”专业是国防科工委重点建设专业（见《关于确定国防科工委重点学科、重点专业点的通知》科工人[2002]536号文件），按照科工计[2003]335号“国防科学技专业建设：术工业委员会文件”的文件精神，及我院学科建设中长期发展规划。

……将更好地培养一批紧密结合国防工业实际、面向工程一线、献身国防军工建设的高层次、高素质创新型人才；项目主要建设内容：本项目的主要建设内容是根据“飞行器制造工程”专业建设：“瞄准国际航空先进制造技术水平，培养创新务实人才，重点研究方向突破，适当兼顾地方建设”的要求。

……到2010年前后，把南昌航空工业学院的“飞行器制造工程”建成整体办学实力居于全国同类专业先进水平，在部分研究领域有重要影响的专业并为国防工业建设输送大批从事工程第一线工作所需要的理论知识和实践技能的应用型、复合型的，掌握先进制造技术技能的高等工程技术人才。

……绪论（增加）主要内容：一、飞机的基本组成及用途二、飞机生产部门的组织三、飞机研制的一般过程四、飞机产品的特点五、本课程的性质、学习要求和方法六、教学大纲简介一、飞机的基本组成及用途1、机体结构；2、动力装置；3、机载设备；4、其他主要系统。

1、飞机的机体结构机翼、机身、尾翼、起落架。

2、飞机的动力装置3、飞机的机载设备需要测量的主要参数有：发动机参数；飞行参数；导航参数；座舱环境参数；飞行员生理参数；飞行员生命保障系统参数；其他系统参数。

———————————————————————————————————————（1）仪表、传感器、显示系统压力传感器、温度传感器、高度表、空速表、大气数据系统、航向驼螺仪、驼螺地平仪、全姿态显示器、电子综合显示器等。

（2）导航系统无线电导航设备、卫星导航设备、惯性导航设备、图像匹配导航设备、天文导航设备、组合导航设备等。

（3）自动控制系统自动驾驶仪、自动着陆系统、电传操纵系统等。

（4）其他机载设备电气设备、雷达设备、通信设备、高空防护救生设备等。

4、飞机的主要系统辅助动力系统（起动系统）、冷气系统、供氧系统、喷洒系统（指农用飞机）、武器火控系统、燃油系统、液压系统、环境控制系统、防冰除冰系统。

二、飞机生产部门的组织设计、工艺、生产、质检、管理。

１、设计部门的组成设计所、设计院——型号总设计师总体设计组机身组、机翼组、尾翼组外形组、气动组、动力组、应力组、重量组电气组、装备组、武器组、控制组、液压组、维护组２、工艺、质量部门的组成工程制造部、总工艺师装配工艺室：部装工艺组、总装工艺组零件工艺室：零加工艺组、钣金工艺组工装设计所：前后机身、机翼、实验设备、辅助设备冶金部门生准部门生产车间：工艺组、生产组、管理组、检验组（质量部门派出）、军代表室（军方派出）三、飞机研制的一般过程1995年国防科工委制定的《常规武器装备研制程序》规定新飞机的研制分为五个阶段：1、论证阶段依据：根据国家的战略方针、将来面临的作战环境，提出新飞机的任务、使命和主要技术特征，研究设计新飞机的可行性。

工作内容：拟定新飞机的战术技术要求、总体技术方案、研制经费、保障条件和对研制周期的预测，最后形成《武器系统研制总要求》。

主要实验：对所用的关键新技术进行实验验证；气动布局方案风动实验等。

2、方案阶段依据：根据批准的《武器系统研制总要求》设计出可行的飞机总体技术方案。

工作内容：确定飞机布局形式、总体设计参数；选定动力装置和各主要系统参数；主要设备、机体结构用的主要材料和工艺分离面；进而形成飞机的总体布置图、三面图、结构受力系统图；重心定位、性能、操纵安定性计算，结构强度和刚度计算以及提出对各分系统的技术要求；最终制造出全尺寸的样机经使用部门审查。

主要实验：方案验证性风洞实验，结构和系统原理实验。

3、工程研制阶段依据：根据飞机总体技术方案，进行飞机的详细设计、制造出原型机（4－10架或“0批2－4架”）工作内容：详细设计，提供生产图纸；工艺人员工艺审查、制定工艺总方案、工艺设计、工装设计与制造；加工、制造、装配、试飞。

主要实验：全机模型风洞校核试验；全机各系统的地面模拟试验；部件及全机静强度试验；疲劳和损伤容限验证试验；全机的共振动试验（确定飞机的颤振特性）；起落架动力试验；试飞4、设计定型阶段试飞鉴定部门和飞行员写出正式报告，上报国家鉴定委员会批准后，方可进入小批量生产。

5、生产定型阶段生产定型阶段生产定型阶段后四、飞机产品的特点1、空中飞行体高的运输效率和良好的飞行性能；具有可靠性、安全性、维修性和技术寿命等高品质要求；外形有严格要求以满足空气动力学的特点。

2、高度综合的现代科学技术的体现综合运用了基础科学和应用科学的最新成就，运用了工程技术的最新成果；涉及力学、热力学、空气动力学、结构力学、材料学、电子技术、自动控制理论和技术、计算机技术、喷气技术理论和制造工艺等学科。

3、结构完整性和最小重量要求具有强度、刚度、损伤容限、耐久性（或疲劳安全寿命）的结构特性；严格控制飞机重量。

4、使用维护要求5、工艺要求6、经济性要求五、本课程的性质、学习要求和方法本课程的性质：飞行器制造专业的主干专业必修课之一，实践性相当强，联系生产实际非常紧密。

学习要求：树立正确的学习观；了解和熟悉飞机装配整个过程的基本原理，典型的装配工艺方法；初步具备飞机装配整个过程的感性认识；培养分析和解决生产实际问题的初步能力。

学习方法：课堂上认真听讲、力求听懂；课后复习消化。

考核方式：闭卷考试（70%）、平时成绩（20%）、实验报告（10%）———————————————————————————————————————第一章飞机装配的基本问题主要内容：第一节飞机结构的分解第二节装配准确度第三节装配基准第四节装配定位第五节装配工艺过程设计第一节飞机结构的分解主要内容：一、飞机装配及分解的一般过程二、飞机产品的特点（增加）三、设计分离面和工艺分离面一、飞机装配及分解的一般过程飞机制造过程：毛坯制造、零件加工、装配安装、试验。

几个概念的区分：结构：能承受和传递载荷的系统——即受力构件，承受指定的外载，满足一定的强度、刚度、寿命、可靠性等要求。

部件结构：结构上和工艺上完整的装配单元。

如机翼、尾翼、机身、发动机短舱、起落架、动力装置等大结构。

段件：部件结构通过纵向或横向可分成几个大段—段件。

如机翼可沿翼弦方向分为机翼前缘段、后段；机身可沿机身纵向分成前、后机身。

板件：部件或段件可分为板件。

板件是由部件或段件的一部分蒙皮以及内部纵向、横向骨架元件（如长桁、翼肋或隔框的一部分）所组成，有时还包括安装在其上的导管、电缆及设备。

如机翼中段的上下板件（壁板），机身的上下左右板件。

组件：段件或板件进一步分为组合件。

如翼肋、梁、框等。

零件：零件为不需要做装配的基本单位。

飞机装配：将大量的飞机零件，按一定的组合和顺序（按图纸、技术条件），逐步装成组合件、板件、段件和部件，最后将各部件对接成整架飞机的机体。

为什么飞机制造中有如此复杂的装配过程呢？一般机械制造中：零件特点：形状比较规则、刚性比较大的机加件，制造、装配中不易产生变形。

制造、装配方法：按图纸保证尺寸和公差，产品的准确度主要取决于零件的制造准确度。

飞机制造中：零件特点：大多数零件形状复杂、刚性小的钣金件，制造、装配中易产生变形。

制造、装配方法：零件的制造，都必须用体现零件尺寸和形状的专用工艺装备（模具、夹具）来制造，以保证其尺寸和形状的准确度。

产品的装配，必须用体现产品尺寸和形状的专用工艺装备（装配型架、夹具）进行装配，而且还需分解在不同工作场地、不同工艺装备上进行装配，以保证其尺寸和形状的准确度。

二、飞机产品的特点（增加）１、零件数量大、品种多飞机的机体由大量的零件组成：一架飞机所含的零部件及技术参数达107 量级，一辆汽车为104，一台金属切削机床为103量级。

如：波音747大型客机，每架零件数达600万个；乘坐19人以下的小型客机，每架零部件达10万件，生产图纸5万多张；一辆载重汽车（含发动机）3000-4000个零件。

２、选用材料品种多现代飞机中绝大多数零件用有色金属，其次黑色金属、非金属，以及一些新材料（高速、超高温、超低温状态）。

MD－82飞机：铝合金74.5%、钢14.5%、钛合金1.2%、非金属9.8%。

3、外形复杂、精度要求高大多数为不规则的曲面。

4、外形尺寸大、刚度小重量的限制，尺寸大的零件刚度小，在自重下也会变形。

ＭＤ－82飞机：机翼壁板（最大）长17米，宽2米。

５、结构不断改进、产品变化范围大强５飞机：基本型Ａ-5、加大航程型Ａ-5I、Ａ-5II、Ａ-5IA、出口型Ａ-5C、Ａ-5III、与意大利合作改进型Ａ-5M。

歼７飞机：Ｆ-7、Ｆ-7I、Ｆ-7II、Ｆ-7III、Ｆ-7A、Ｆ-7B、Ｆ-7E、Ｆ-7M、Ｆ-7MG、Ｆ-7MP、Ｆ-7P、Ｆ-7PG（Ａ、Ｂ、Ｍ、Ｐ为出口型）三、设计分离面和工艺分离面（重点）１、设计分离面（使用分离面）分离面：飞机由于设计和工艺的要求，结构能进行分解，在两装配单元之间的对合面。

飞机的分解是在分离面处分开。

———————————————————————————————————————设计分离面：根据飞机结构的使用功能、维护修理、运输方便等方面的需要，设计人员将整架飞机在结构上划分为许多部件、段件和组件，所形成的分离面。

如：按使用功能，机身、机翼、襟翼、副翼、垂直尾翼（垂直安定面）、方向舵、水平尾翼（水平安定面）、升降舵、座舱盖、前起落架、主起落架、发动机舱、各种舱门等；按维护修理的需要，前、后机身、各种口盖等。

主要特点：可拆卸的连接（螺栓、铰链接合等）２、工艺分离面工艺分离面概念：为了生产（装配）的需要，满足工艺过程的要求将飞机结构进一步划分所形成的分离面。

主要特点：（１）、一般采用不可拆卸的连接（铆接、胶接、焊接等）；（２）、装配成部件后，工艺分离面消失。

工艺分离面合理划分的优点：（１）、增加了平行装配工作面，可缩短装配周期；（２）、减少了复杂的部件或段件的装配型架数量；（３）、改善了开敞性，提高装配质量。

板件化的优点：（1）、为提高装配工作的机械化和自动化程度创造了条件。

自动压铆机——钻孔、划窝、送铆钉、铆接、铣平铆钉头（埋头铆钉）（2）、有利于提高连接质量（开敞性、机械代替手工）；（3）、改善劳动条件、缩短装配周期。

工艺分离面如何合理划分？决定工艺分离面划分的因素——结构设计（１）、飞机结构上是否存在相应的分离面；（２）、划分出的装配单元必须具有一定的强度、刚度、气动方面的因素。

设计人员：（1）、综合考虑构造、使用、生产工艺（装配）；（2）、从成批生产的需求划分；（3）、应充分考虑工厂的加工能力。