飞机装配型架的安装

飞机装配型架的安装
航空飞行器的装配与一般机械的装配有着很大的不同，其主要表现在以下五个方面：1.、一般机械的装配工作占产品劳动总量的20%左右，而飞机装配占劳动总量的50%——60%，而且质量要求高，技术难度大；2、飞机制造的准确度很大程度上取决于装配的准确度，而一般机械主要取决于零件制造的准确度。

3、飞机装配采用许多复杂的装配型架，而一般机械多采用手工装配或流水线装配；4、飞机装配中零件的数量多，零件大，刚度小，而产量比通用机械少；5、通用机械用公差配合制度来保证装配精度，飞机则是采用模线样板法保证外形的准确性。

从这里可以看出，在飞行器的制造过程中装配是一项非常重要的环节，而在这个环节中有一个重要的名词，那就是型架。

型架用一句简单的话来说就是飞机的装配夹具。

那么，飞机装配型架的安装应该如何进行呢？下面我就结合自己在型架制造中的一点体会，给大家作一个简单的介绍。

一、装配型架安装的重要性
为保证飞机产品的质量，对飞机装配的准确度的要求有： 1、飞机空气动力准确度包括飞机外形准确度和外形表面光滑度； 2、各部件之间对接的准确度。

这种准确度的实现就有赖于飞机装配型架的制造准确度。

因此飞机的装配型架在飞机的装配过程中有着十分重要且不可替代的作用，其重要性存在于1、飞机装配准确度主要取决于型架准确度，而型架的准确度取决于型架安装的准确度；2、型架的安装要保证工艺装备之间的协调性；3、飞机成批生产中要提高型架安装效率。

二、装配型架的功用
1.保证产品的准确度及互换性。

首先，应通过定位及夹紧的方式来保证零
件的准确形状，这样才能保证工件在装配过程中既有准确形状又有必须的工
艺刚度；其次，无论铆接，胶接，焊接，在连接中都产生不同程度的变形，
装配型架要能限制工件的变形；
2.一般机械制造中保证产品互换性主要通过公差及配合制度和通用量具，
而飞机制造中通过相互协调的成套的装配型架。

因此型架的另一特点是成套
性和协调性。

3.装配型架的使用可以改善劳动条件，提高装配工作生产率，降低成本。

三、装配型架的构造：
1.骨架
型架的基体，用以固定和支撑定位件、夹紧件等其他元件，保持各元件的空间位置的准确度极其稳定性。

要求具有足够的刚度。

2.定位件
型架的主要工作元件，用以保证工件在装配过程中具有准确的位置。

要求定位准确可靠、相互协调和使用方便。

3.夹紧件
是使工件牢靠地固定在定位件上的加力元件。

要求装夹迅速可靠（装配中不松脱）、使用方便，不损伤工件表面。

4.辅助设备
是为了适应工人在型架上操作需要和改善工作条件而配置的一些附属设备。

如工作踏板、工作梯、托架、工作台、起重吊挂、地面运输车及照
明、压缩空气管路等。

要求工作方便、安全。

四、装配型架的安装方式
1．用标准样件安装型架
标准样件是具有飞机部件、组合件、零件真实外形和对接接头的尺寸准确的刚性立体样件。

其作用是作为部件、组合件、零件工艺装备的尺寸和
形状的标准，是制造与协调有关工艺装备的依据。

安装型架用的标准样件。

是根据型架安装的需要，只具有部件、组合件各切面的外形和对接接头。

采
用标准样件安装型架的具体步骤是：（1）型架骨架的装配，型架骨架通常采
用焊接的方式要预先装配好，并通过退火或自然时效处理来消除内应力；（2）
标准样件在型架中的定位，将样件安放到型架的骨架上，按样件上的标高架装出型架上的标高板（或标高座）；（3）型架卡板的安装，按蓝图要求安装卡板，卡板的工作型面按标准样件塑造；（4）接头定位件的安装，采用调节螺栓固定接头定位件。

用标准样件安装型架方法的优点是：1、能保证工艺装备之间良好的协调性；2、型架制造周期短；3、型架复制方便，且复制型架协调的一致性较好；4、便于型架的检修（排故或定检）。

缺点是：1、标准样件制造工作量大，生产准备周期长；2、尺寸大、笨重，使用搬运不便，易变形；
3、制造成本高；
4、标准样件定期检修工作量大。

2．用型架装配机安装型架
型架装配机实质上是一个大型空间坐标架，由三组相互垂直的坐标尺组成。

也就是在用工具坞安装型架方法的基础上，使之机床化（如图示）。

其工作原理是：通过型架装配机工作台面的纵向运动实现X方向读数，横梁上拖板的横向运动实现Y方向读数，横梁的上下运动实现Z方向读数，从而建立一个三维坐标系，通过横梁上的金具结合水平角度板和侧向角度板在三维坐标系中实现空间角度（水平角和侧向角）读数，从而完成型架装配机安装范围内任意尺寸和角度零件的定位装配。

型架装配机安装法在型架安装过程中优势是比较明显的，主要表现为安装效率高，中小型型架安装的协调性好，尺寸直观，查找问题方便等。

但其缺点是：受型架装配机尺寸的限制；精度较低，尺寸转换复杂，积累误差较大；定期检修较困难。

3．用划线钻孔台安装型架
划线钻孔台的主要作用是定位和安装型架卡板上的固定衬套或卡板端头（用快干水泥固定）。

也适用于小型、简单型架夹具的安装。

其工作原理是通过划线钻孔台上的固定标尺结合金具板、变距板、万能金具等附件实现X方向的读数，活动的横标尺结合金具板、变距板、万能金具等附件实现Y方向的读数，利用高度尺、百度表、块规、标准垫块等实现Z方向的读数，从而建立一个三维坐标系，通过金具结合水平角度板和侧向角度板在三维坐标系中实现空间角度（水平角和侧向角）读数，从而完成划线钻孔台安装范围内任意尺寸和角度零件的定位装配。

此方法的缺点是由于安装空间角度零件需多个金具、角度板组合，误差较大，因此，该安装方法通常不用于空间角度零件的安装。

4．用光学仪器和光学站位安装型架
光学仪器安装法是利用光学仪器（水准仪、经纬仪、准直望远镜、光学直角头、工具轴、球体目标等）在型架的基准下，建立三维坐标系；或按型架的大小、高低建立适当的光学站位（型架基准），并以光学站位为基准定位安装框架、量规和型架零件。

以光学仪器的光学视线作为安装型
架的基准线。

此方法的优点是准确度高,安装效率高。

而缺点是受环境温度、气流的影响较大。

5．用激光跟踪仪测量安装型架
激光跟踪仪是一种高速、高精度的三维空间测量装置，它将水平和垂直方向的角度测量与距离测量结合在一起，建立了采点反射镜的3D 坐标系，该坐标可以转换到任意工装或零件的坐标系统；高速马达实现了完全自动的测量，位置探测器保证仪器的高速跟踪能力。

当操作者移动反射镜时，激光跟踪仪会实时“跟踪”并以三维坐标的形式报告反射镜的准确位置。

其三维激光干涉和角度编码器保证了每秒1000 个测量点参数的高速传输，以及直径为70m 的大空间区域测量。

激光跟踪仪为一个球坐标测量系统，以其回转中心为坐标原点，建立测量坐标系，其测量原理如图所示。

P 为被测点，通过激光干涉测距测量极径L ，利用两个角度编码器分别测量水平方位角α和竖直方位角β，即可通过如下公式确定被测点P 的空间坐标(x,y,z)。

激光跟踪仪主要完成测量工装的安装正确与否和测量靶标点与理论位置作比较，可以分为以下6部分：
① 安装前准备：测量环境应符合仪器使用要求；激光跟踪仪应严格sin sin cos sin cos x L y L z L αβαββ=⎧⎪=⎨⎪=⎩
按规定进行预热、校准、标尺测量等，保证其满足测量要求。

在实际测量时，考虑温、湿度的变化进行补偿；工装框架已完成安装，精度满足要求。

（激光跟踪仪在工装安装上使用的结构框架）
②建立工装初始坐标系：按工装图纸的要求通过坐标基准点建立标准温度下的工装坐标系。

首先，测量基准统一，不管激光跟踪仪放在被测件附近的任何位置，都能使测量工作始终在工装坐标系下进行。

其次，测量数据一致，不管任何时候在工装坐标系下，激光跟踪仪测量的目标点数据(坐标值)始终是标准温度下的数值，不受测量环境温度变化的影响，使测量数据始终保持一致。

③检查工装坐标系：要把所有靶点的三维坐标信息输入至计算机。

使用最小二乘转换，保证这些测量点满足使用要求，检查并验证工装坐标系符合工装图样要求。

④安装工装定位件：根据提供的靶点坐标值，安装工装定位元件(平板、卡板、外形板、钻模板等)。

⑤检查OTP点：在工装所有定位件安装完成后，应对所有按激光测
量点安装的工装定位件上的OTP点进行复查，符合工装图样要求。

⑥数据处理与输出：利用激光跟踪仪获得型架激光测量点的实测值
后，应与型架设计理论数据进行比较、分析，确保安装精度。

目前在我国的各大航空主机厂的型架安装中，已普遍采用激光跟踪仪测量安装型架。

这种方式的优点是安装精度高，测量数据准确，技术难度
不大，容易熟练掌握和灵活运用。

便于各类工装的制造，以及工装的定检
和维修。

五、装配型架的安装步骤
1.熟悉任务：在一套型架的制造任务下达到生产工段后，工段会将任务分配给带班师傅，
并由带班师傅带领数名人员一起工作。

以前是带班师傅看图，其他人员不看，现在不行，这样不利于全员能力的提高。

我的经验是大家先用一段时间熟悉图纸，按组件号熟悉零组件。

要做到看到零件就知道大概是哪个部位上的零件。

主要功能是什么，哪些尺寸是重要的，哪些次之，做到心中有数。

修理方面，如果这台型架制造时是自己装配的，那就应该很清楚型架的功能；如果是别人装配的，首先要搞清楚该型架的功用，对框架、各卡板、接头、交点之间的关系，以及故障内容都必须弄懂。

一般来说，故障修理是头痛医头，脚痛医脚，与使用车间工人、工艺、工长沟通，了解故障情况，这样既可较快完成任务，又不会出大问题，因为型架发生更改未归零的话（老机型较为常见），状态符合图纸、符合使用，铆出合格产品最重要。

综上所述，接到任务，不能仅仅只是看图下手，必须对工作内容做到心中有数，才能带队伍上战场，完成任务又好、又准、又快。

2.生产准备：通常我们制造一台型架时，是在零件制造到20-80%的情况下就要求带队进场。

带队进场之前，要考虑以下工作：
①装配所需的仪器、支架、量规等；
②准备工作（环氧树脂胶，快干水泥等物件）
③框架、人员进厂
④工程配套的零件中必须有图纸、工艺单，对照图纸检查零件是否合格（此项工作非
常重要），特别是要按量规协调的零件，一定要在量规接头上协调一次，确保零件合格。

⑤框架吊线、制孔、压套等辅助工作的准备
3.装配过程：由于型架的大小不一，结构不同，在装配时的方法也有很大差异，下面我就按型架类型给大家作个简单介绍：
①大型分散式大型架（如合拢总装型架）：安排零件中的组合，制螺丝孔、顶，并充
分考虑好刚重所需安装的零件、工、量具等工作；主动和工艺、检验甚至设计员沟通，协调处理技术质量问题，保证型架的安装顺利进行；进行零部件安装顺序的安排（装配顺序的安排）。

在安装顺序的安排中，我们必须遵循从上到下、从里到外、集中装配、量规零件优先、基准统一等五个原则。

②上下梁结构：此结构的型架分为外定位式（以卡板、骨架垫片为主）和内定位式（以
框板上的内定位孔定位器为主）二种。

A.外定位式有较多耳叉，TB点的安装必须在同一个基准下安装；安装顺序为整体
地基——立柱（吊线）——上梁。

用水平仪将上梁调到水平+0.1MM，注意上梁与立柱之间的胶层，应满足保证下梁的胶层量——下梁（注意检测耳叉的正确性）；
B.内定位式（如L15后机身总装）则是将上梁用方框水平仪粗调即可，同样，应保
证下架有安装位置，另注意各零件有安装余量；
③框架式结构：此类型架结构比较单溥，因此，在此类型架搬运后，须进行复位工作。

一定要确保各零件中有安装余量，需要零件试装通过坐标系的旋转，平移来实现；
④翻转类型架：此类型架的安装关键在于转轴的安装，要首先在平台上将旋转轴拆成
光轴，用高度尺、角度尺、划模线检测，将转轴安装在一条线上（同轴度公差在0.1MM 的范围以内）；
⑤暂焊夹具：此类架子就注意产品的下架问题定位接头为螺杆式，螺纹应与尾杆同心。

4.收尾交付：型架安装完毕后，应对整台型架进行一次清理工作，在交付的同时还应该做好下列工作：
①清理图纸、工艺单、激光跟踪仪数据报告；
②标工的清理、油封入库；
③清理零件表面、孔、TB点油封，零件中接头油封；
④归还仪器；
⑤打扫现场卫生。