第四章-飞机的装配过程和装配方法

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2.5
其它准确度要求
• 部件功能性准确度
–重量、重心、重量平衡、清洁度、密封性、接触电阻、 表面保护、操纵性等产品图样和设计技术条件所规定 的装配技术要求
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2.6 影响装配准确度的误差
• 与定位方法无关的误差
–由于连接引起的误差 –由于车间温度变化引起的变形误差
部件
上壁板
下壁板
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桁
条
蒙
皮
• 飞机结构的可划分性首先取决于结构设计，即飞机 结构上是否存在相应的分离面， • 而且划分出来的装配件，必须具有一定的工艺刚度。 这是在飞机结构设计过程中应全面、周密考虑的主 要问题之一，使所设计的飞机不仅能满足构造和使 用上的要求，还必须同时满足生产工艺上的要求。
L
n 1
超音速歼击机外形准 确度要求
2
•外形表面平滑度：表面局部凸起和凹陷，包括铆钉、螺 钉、焊点处的局部凸凹缺陷，蒙皮口盖对缝间隙和阶差等。 通常顺气流和垂直气流方向的偏差有不同要求。
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蒙皮
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部件对接处蒙皮对逢间隙及阶差的偏差 a为部件蒙皮对缝基本间隙，h蒙皮对缝基本阶差
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• 飞机机体结构划分成许多装配单元后，两相邻装 配单元间的对接结合处就形成了分离面。一般可 分为两类：
– 1）设计分离面 – 2）工艺分离面
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1.1 设计分离面
• 设计分离面是根据构造上和使用上的要求而确定 的。
–如飞机的机翼，为便于运输和更换，需设计成独立的 部件； –如襟、副翼或舵面，需在机翼或安定面上作相对运动， 也应把它们划分为独立的部件； –又如歼击机机身后部装有发动机，为便于维修、更换， 就把机身分成前、后机身两个部件。
–①为了缩短大型部件或分部件总装的装配周期，能分出的 装配单元尽量分出。 –②对于较小的部件或分部件，装配单元的划分除考虑工艺 通路外，应使总装周期不超过大型部件的总装周期。 –③壁板尽量能划分出来，单独进行装配。 –④划分出来的装配单元应具有必要的工艺刚性。 –⑤考虑型架的复杂程度。分散装配若能使型架结构简化， 制造费用和周期合适时，应划分出来。 –⑥特殊装配环境要求和特殊试验要求的装配单元应尽量划 分出来。
2.4部件间相对位臵的准确度
表示机翼、尾翼相对于机身的位臵准确度参数是上反角 （或下反角）、安装角和后掠角以及对称性偏差。一般 将其允差值换算成线性尺寸在飞机水平测量时检验。
操纵面位臵要求：操纵面相对定翼面外形阶差、剪刀差、 缝隙间隙偏差，通常称为操纵面吻合性要求。
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• 随机误差：许多未知细小因素综合而成，在一定范 围内大小不确定，其概率分布符合一定的统计规律。 同样工件，使用同样的工艺、工装和设备，也不能 做出完全相同的工件。 • 二者界限不是绝对的，可以互相转化。
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3 装配定位方法
• 装配 定位、夹紧、连接 • 在装配过程中，首先要确定零件、组合件、板件、 段件之间的相对位臵，这就是装配定位。 • 在装配工作中，对定位的要求是：
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飞机 容差分配 对接 装配方案 部件 装配 段件 装配 板件、组合件 装配 零件
工装制造
零件制造方案
1飞机结构的分解
• 为了满足飞机的使用、维护以及生产工艺上的 要求，整架飞机的机体可分解成许多大小不同 的装配单元
飞 机
前机身
后机身
机翼
襟翼
副翼
水平尾翼
垂直安定面
起落架
前缘段
中
段
后
段
段件 板件 组合件
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• 对工艺分离面的设计要求 • 工艺分离面的划分取决于飞机结构的可能性。因此，飞机 结构设计阶段就应考虑满足批生产要求的飞机结构工艺分 解的可能性。为了满足工艺上的需要，在对图样进行工艺 性审查时，对工艺分解应遵循以下原则： • (1)尽量减少装配周期长的总装架内工作量，如部件总装、 分部件总装等。尽可能多的形成大型组件，避免以散件形 式进入部件总装。 • (2)结构设计中尽量壁板化，以便采用机械化、自动化连 接技术，提高劳动生产率，缩短装配周期。 • (3)工艺分离面上的协调部位应尽可能的少。对于有协调 要求的必须有相应的措施，如设计补偿、工艺补偿或者采 用工装保证。 • (4)工艺分离面上结构件之间的装配关系应采用对接形式 或搭接形式，避免采用插装。
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2 装配准确度
• 飞机装配好以后应达到规定的各项性能指标，其中 包括飞机的空气动力性能、飞机的各种操纵性能、 飞机结构的强度和耐久性能等各项指标。 • 飞机装配准确度对飞机各性能均有直接影响。
–飞机外形准确度直接影响空气动力性能。由于飞机结构特 点（薄壁结构，零件多、尺寸大、刚度小），外形准确度 很大程度上取决于飞机装配准确度。 –飞机操纵系统的安装准确度直接影响飞机各项操纵性能。 –飞机装配的结构连接质量，零件制造和装配产生的残余应 力影响结构的强度和疲劳寿命。 –飞机装配准确度还影响产品的互换性。
• 与定位方法有关的误差
–零件、组合件的制造误差 –装配夹具误差 –工件和装配夹具之间的协调误差
• Δ装配 = F（Δ零件，Δ夹具， Δ定位， Δ变形）
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• 按误差性质分：系统误差和随机误差 • 系统误差：按一定规律重复出现的误差，常值或按 一定规律变化的确定值。
–例如装配夹具误差。对于某一确定的装配夹具，所有在此 夹具上装配的部件，这个环节误差是常数值。 –进一步，装配夹具的误差随温度变化有确定的函数关系。
• 部件、段件进一步划分为板件后：
–为提高装配工作的机械化和自动化程度创造了条件 –有利于提高连接质量
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1.3 工艺分离面的划分考虑的装配原则
• 工艺分离面的划分需要考虑两种装配原则，即装配工 作的集中与分散 ： • 分散装配原则
–如果一个部件的装配工作在较多的工作地点和工艺装备上 进行，即为分散装配原则
• 集中装配原则的主要优点是：
–需要的专用装配工艺装备较少，协调关系比较简单。因此 可使生产准备周期缩短，也可减少工艺装备的费用。 –一般用于试制和产量不大时
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• 工艺分离面的选取原则 • 选取工艺分离面时应结合生产性质(试制、小批生产 或大批生产)、年产量、生产周期、成本等因素进行 综合技术经济分析。 • (1)研制试制批采用相对集中的装配方案，适当地选 取工艺分离面，主要满足生产准备周期和装配周期的 要求，主要考虑以下原则：
• 常用的划线工具有：石蜡笔、特种金属工具笔(不反光)、无 碳水笔。 • 对于划线痕迹的去除我们经常使用的清洁剂为：异丙醇
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2.2 部件内部组合件和零件的位臵准确度
对基准轴线的位臵要求（大梁轴线、翼肋轴线、 隔框轴线、长桁轴线等的实际装配位臵相对于 理论轴线的位臵偏差），即框、肋、梁、长桁 装配位臵要求。
一般规定梁轴线允许的位臵误差和不平度不超过±0.5～ 1.0mm，普通肋轴线的位臵误差是±1～2mm，长桁位臵误差在 ±2.0mm以内
现代飞机装配技术
飞机的装配过程和装配方法
飞机的装配过程和装配方法



1飞机结构的分解 2装配准确度 3装配定位方法 4装配基准 5装配工艺设计 6数字化装配工艺设计
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1飞机结构的分解
装配设备选择/设计 飞机总装方案 协调方案 设计分离面 部件装配方案 工艺分离面 工装设计 段件 部装方案 工艺分离面 板件、组合件 部装方案 工艺分离面
1.2 工艺分离面
• 工艺分离面是由于生产上的需要。为了合理地满 足工艺过程的要求，按部件进行工艺分解而划分 出来的分离面。
–由部件划分成的段件； –以及由部件、段件再进一步划分出来的板件和组合件， 这些都是工艺分离面。
• 工艺分离面之间一般都采用不可卸连接，如铆接、 胶接、焊接等，装配成部件后．这些分离面就消 失了。
• 设计分离面都采用可卸连接（如螺栓连接、铰链 接合等），而且一般要求它们具有互换性。
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机身后部装有发动机，为便于 维修、更换，就把机身分成前、 中、后机身多个部件
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飞机的机翼，为便于运 输和更换，需设计成独 立的部件
1－雷达天线罩 2－乘员(救生)舱 3－中机身前段 4－变后掠翼枢轴区 5－中机身后段 6－垂直安定面 7－水平安定面 8－后机身 9－吊舱 10－外翼 11－机翼贯串部分 12－前机身 13－低空飞行操纵舵
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• 对工艺分离面的设计要求(续） • (5)工艺分离面上结构连接应有充分的施工通路。在可能 情况下，装配顺序应是自内向外。 • (6)不同装配特点(环境条件、试验条件、连接形式、工艺 特点)的装配件应通过工艺分离面或设计分离面单独划出。 如机身的气密部分、复合材料、蜂窝件、胶接件等。 • (7)工艺分离面的划分使各个装配工作站的装配周期基本 平衡。
1-侧板件；2-中段大粱；3-隔框；4-机身后段； 5-板件；6-机身中段；7-板件
机身各段划分成段件和板件示意图
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• 工艺分离面的划分有显著的技术经济效果。 • 部件划分为段件后：
–增加了平行装配面，可缩短装配周期 –减少了复杂的部件装配型架数量 –改善了装配工作的开敞性，提高装配质量
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l-翼肋；2-前缘翼肋；3-机翼前缘；4-机翼前梁；5-机翼中段上、 下壁板；6-机翼后梁；7-机翼中段； 8-机翼后部； 9-翼尖；10-机翼后部上、下壁板；11-机翼后部纵墙；12-副翼； 13-副翼调整片；14-襟翼；15-翼肋后段；16-翼肋中段
机翼划分成段件和板件示意图
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2.3 部件之间接头配合的准确度 结构件间配合准确度
叉耳式接头配合要求： • 孔与螺栓之间为H8/h7或H9/f9 • 在叉耳宽度方向上，间隙一般 为0.2~1.0mm或间隙配合 不可卸零件间配合要求 29/144 零件贴合面之间的间隙偏差
围框接头配合要求： • 孔与螺栓配合间隙0.1~0.25mm • 接头对接面允许局部存在 0.1~0.2mm的间隙，但接触面积 之和为总面积的70%以上
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• 工艺分离面的选取原则（续） • (2)批生产时采用分散的装配方案，其分散程度取 决于产量大小。批生产时工艺分离面的选取应考 虑以下原则：
–①工艺分离面的划分只要有利于提高劳动生产率或保证 产品质量，就应尽量多采用分散装配。 –②便于提高钻孔、制窝、连接的机械化程度。 –③使部件总装架内的装配周期缩短到最低限度。 –④便于建立装配流水线。
• 集中装配原则
–如装配工作集中在少数工作地、在少量的工艺装备上进行， 这就是集中装配原则。
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• 采用分散装配原则的效果主要是：
–增加平行工作地，装配工作可分散进行，扩大了工作面； –结构开敞可达性好，改善了装配劳动条件，并有利于装配 连接工作的机械化和自动化。 –从而能提高劳动生产率，缩短部件装配周期，也有利于提 高装配质量。 –一般用于批量生产
–1）保证定位符合飞机图纸和技术条件中所规定的准确度 要求；
–2）定位和固定要操作简单可靠；
–3）所用的工艺装备简单，制造费用低。
• 常用方法：按划线定位；按基准件定位；按装配夹 具（型架）定位；按装配孔定位
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3.1 划线定位
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• 在飞机上我们对划线工具有要求，对零件表面保护层有破坏 的划线工具及对飞机材料有影响的划线工具不能使用。
• 为保证飞机产品质量，飞机装配准确度主要有以下 要求： 19/144
① ② ③ ④ ⑤
部件气动力外形准确度 部件内部组合件和零件的位臵准确度 部件之间接头配合的准确度 部件间相对位臵的准确度 其它准确度要求
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2.1 部件气动力外形准确度
• 飞机外形准确度：飞机装配后实际外形 偏离设计给定的理论外形的程度。 • 飞机外形波纹度要求：外形波纹度误差 是两相邻波峰波谷的高度差H和波长L的 y y n2 比值。 h h y n
– 例如:如果用含碳的笔在钛合金材料的工件上划线，活性碳会渗透到工 件内，而我们的钛合金材料的工件一般安装在高温受热地方，如果活 性碳与工件结合就会造成工件受热不均匀而使材料开裂，所以在飞机 上划线工具有要求。 – 不能使用划线工具有：金属材料的划线工具（金属划针、圆珠笔等）， 对材料有影响的划线工具（铅笔、含碳的划线工具等）；