现代飞机装配技术_知识要点

现代飞机装配技术知识要点

一、绪论

1、飞机装配定义：根据尺寸协调原则，将飞机零件或组件按照设计和技术要求进行组合、连接形成更高一级的装配件或整机的过程。

2、飞机装配发展历程：人工装配、半自动化装配、自动化装配。

3、飞机结构特点：零件多、尺寸大、刚度小、外形复杂、精度要求高。其装配具有与一般机械产品不同的技术和特点。

4、现代飞机装配技术发展趋势：

（1）柔性化：工装和设备适合多种机型或零部件。

（2）自动化：高效自动化装配，具体体现为零部件自动化定位调姿、自动化制孔等。（3）数字化：高精度数字量传递。

（4）集成化：工艺、工装、设备紧密集成为有机整体。

二、数字化制造

1、数字化制造和传统制造的最大区别：

（1）改模拟量传递为数字量传递。

（2）把串行工作模式变为并行工作模式。

2、飞机数字化特点：缩短产品研制周期，提高产品质量，降低研制成本。

2、国外飞机数字化技术发展3个历程：

3、

4、飞机数字化制造的3个内容：CAD绘图技术、CAD建模技术、MBD技术。

5、数字样机的主要内容：

（1）1级数字样机：飞机产品设计从用户的需求开始。飞机总体设计组经过对飞机的航程、所需燃油、载客量、总体性能及制造成本进行分析后，得出的数据就作为进行初步产品数字建模的依据。建立飞机总体定义包括飞机的描述文档、三面图、外形气动布局和飞机内部轮廓图（DIP）。

（2）2级数字样机：在生产设计数据集发放之前，为工程部门用来进一步进行产品开发，验证设计构型等。已经用它对飞机结构设计和不同设计组之间的界面进行了协调，零部件外形已经确定下来，但还未进行详细设计。在这阶段数字化预装配（DPA）的工作进展主要体现在为飞机的可维护性、可靠性、人机工程以及支持装备的兼容性等进行了尽可能的详细设计，但尚未进行详细的装配和安装设计。工艺装备设计以及描述装配顺序的工艺计划正在进行中。

（3）3级数字样机：这阶段，对详细设计零部件进行完整的数字化预装配，诸如对飞机上的管道系统、控制电缆等制造和安装进行最后计算机描述。完成了最后阶段的数字化预装配设计工作，使所有的工程数据在发放前即可解决它们之间的干涉。

6、主尺寸表面MDS、数字内部轮廓模型DIP构成的飞机数字化产品定义

7、主尺寸表面MDS：即飞机的外形数学模型。它可以直接起到三维飞机模线的作用；用于三维飞机零组件的定义构形；用于后续的制造、工装设计等环节。

8、关键特性：对零组件不可能按指定的尺寸正确无误地制造出来，制造出的零件尺寸一

般在所标尺寸的允许公差范围内。这些公差就是零组件的关键特性。其是反映产品几何外形

要求的信息，通常以公差、轮廓度、位置度等形式的信息出现。

9、MBD技术定义：MBD数据集集成了原来见于图纸上的公差等信息，依靠一系列的标准规范将这些信息集成在3维的CAD模型文件当中。

10、MBD数据集组成：相关设计数据、实体模型、零件坐标系统、三维标注尺寸公差和注释、工程注释、材料要求等。

11、MBD技术意义：定义数据统一、提高工程质量、减少零件设计准备时间、电子化的存储和传递、协调性好、减少成本、易派生出平面信息。

三、装配协调与容差分配

1、制造准确度和协调准确度

（1）制造准确度：飞机零件、组合件或部件的实际尺寸与图纸上所规定的名义尺寸相符合的程度。

（2）协调准确度：两个飞机零件、组合件或部件之间相配合部位的实际几何形状和尺寸相符合的程度

（3）区别：前者取决于各部件的单独制造误差，后者取决于配合的各部件的单独制造误差的综合数值，与配合部分制造过程的相互联系有关。

2、互换与协调

（1）互换性：指相互配合的飞机结构单元在分别制造后进行装配或安装时，除设计规定的调整外，不需选配和补充加工即能满足所有几何尺寸、形位参数和物理功能上的要求。只对同一飞机结构单元而言的。

（2）协调性：指两个或多个相互配合或对接的飞机结构单元之间、飞机结构单元与它们的工艺装备之间、成套的工装之间，配合尺寸和形状的一致性程度。其仅指几何参数而言。（3）联系和区别：互换的一定是协调的，协调的不一定是互换的。

3、飞机制造协调过程中的尺寸传递原则

（1）独立制造原则

优点：便于组织生产，能平行独立制造零件，扩大了制造工作面，有利于缩短生产准备周期，便于开展广泛合作。

缺点：为达到协调准确度要求，必须对制造准确度提出更高要求。

使用范围：形状简单的零件，如起落架等。

（2）相互联系制造原则

优点：利用尺寸传递的公共环节，显著提高零件之间的协调准确度。

缺点：生产中使用的工装都必须按照一定的协调关系依次制造，加长生产周期。

适用范围：与复杂气动外形有关的零件。

（3）相互修配制造原则

优点：能保证零件之间有很好的协调性。

缺点：无法达到互换性要求，劳动量大，装配周期长。

适用范围：不要求零件有互换性，其他原则都不合理时。多用于试制。

4、计算机辅助公差技术（ＣＡＴ）定义：在机械产品的设计、加工、装配、检测等过程中，利用计算机对产品及其零部件的尺寸和公差进行并行优化和监控，争取以最低的成本，设计并制造出满足用户精度要求的产品。

4、ＣＡＴ技术主要研究内容：

（１）公差建模：集合形状、尺寸及其公差的计算机表示。基本要求是完整性、兼容性、可计算性、有效性。

（２）公差分析：对包含零件公差与装配公差的装配模型进行分析，检验公差的合理性。方

法有极限法、概率法等。

（３）公差分配：保证产品装配技术要求下确定尺寸链各组成环经济的公差。模型有加工成本模型、装配失效模型等。方法有近似法、装配成功率法等。

７、工艺容差（简称容差）：指在飞机制造中，工艺装备和产品零部件的尺寸和形位公差。包括：公差带中点值和公差带宽度。

８、容差分配（容差设计）：指在飞机制造中，根据生产工艺条件把反映关键质量特性的产品设计公差合理地分配到制造相关的工艺装备和各道工序中。

四、飞机装配工艺设计（工艺设计数字化预装配）

１、飞机装配工艺流程设计中，最核心的内容是装配工艺划分，基础是公差物料表（Ｅ－ＢＯＭ）。

２、装配工艺设计的主要内容，几个典型的划分步骤。

（１）对整个装配任务进行划分，将其分为多个区域控制码（ＡＣＣ）。ＡＣＣ中包含了大人物对应的站位。

（２）对每个ＡＣＣ划分，分为多个工位（ＰＯＳ）。

（３）对每个ＰＯＳ的工作内容指定出工作（ＪＯＢ），ＪＯＢ对应ＰＯＳ中的一项工作，其中定义了工序（ＳＴＥＰ）。

（４）对每个ＳＴＥＰ，定义工序中的各个工步。

3、物料清单（BOM）定义：又称为产品结构表或产品结构树，是所有与生产有关的无聊的总称。BOM作用与计算机识别物料、编制计划成本计算等。

4、企业三种主要的BOM表

5、制造计划：对工艺流程站位、工作内容、工装等信息作了规定，包括AO的数量。

6、装配大纲（AO）：是由装配工艺部门编制的生产性工艺文件，用以批准某一具体产品的装配任务。该产品需要一个单独的可说明的检验记录，汇编有任务说明，工程图纸及其版次，零件名称和零件号，工装要求等信息。

7、虚拟设计技术内容：工程分析、虚拟制样、网络化协同设计、数字化预装配及设计参数的交互式可视化等。

8、虚拟设计技术主要特征：沉浸性、简便性、多信息渠道、多交互手段、实时性。

9、数字样机工程分析的主要内容：空间结构分析、运动分析、装配模拟分析、人机工程、数字样机的优化、重量分析、维修性模拟、工艺性评估。

10、数字化预装配的主要内容：装配模型信息、装配序列规划、装配路径规划、数字化预装配中的碰撞、干涉检查、可装配性评价。

11、DMU装配路径规划两种实现方法

（1）一种是借助CATIA的现有功能模块进行动态拆卸，并将整个动态拆卸过程中的安全可达装配路径记录下来，然后通过逆向得到装配过程，然后将装配过程生成Replay的动态装配形式，进行装配仿真演示并保存。

（2）一种是利用CATIA的DMU Check模块中的Path Finder功能，自动寻找装配路径。（3）比较：前者整个过程需要人工干预，路径的安全可达受认为因素影响较大，工作量大，优点是可靠正确率高。第二种是一种自动化程度较高的安全路径寻找方法，整个过程只需要确定路径的起点和终点，无需人工干预即可生成安全的装配路径，缺点是计算量大、计算时