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《飞机装配工艺学》课程报告

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南京航空航天大学金城学院

2011.1

目录

一、引言 (1)

二、飞机装配的基本内容和特点 (1)

三、飞机制造中的互换和协调 (4)

四、飞机铆接结构装配 (7)

五、飞机胶接工艺 (7)

六、飞机总装配及机场工作 (8)

七、飞机装配型架的设计 (8)

八、学习心得 (8)

一、引言

飞机机体制造要经过工艺准备、工艺装备的制造、毛坯的制备、零件的加工、装配和检测诸过程。飞机制造中采用不同于一般机械制造的协调技术(如模线样板工作法)和大量的工艺装备(如各种工夹具、模胎和型架等),以保证所制造的飞机具有准确的外形。工艺准备工作即包括制造中的协调方法和协调路线的确定（见协调技术），工艺装备的设计等。

飞机制造从零件加工到装配都有不同于一般机器制造的特点。

机体零件加工

飞机生产的批量小，生产中还要经常修改，所以飞机钣金零件(蒙皮、翼肋、框等)的制造力求用简单的模具。广泛应用橡皮成形、蒙皮拉形、拉弯等钣金成形技术，尽量采用塑料制造成形模具。现代飞机尺寸增大，蒙皮厚度增加，以及成形性能较差的钛合金、铍合金、不锈钢板材的应用，对钣金成形技术提出更高的要求。不断使用各种大尺寸、大功率的型材拉弯机、蒙皮拉型机、强力旋压机和压力超过100兆帕(约1000公斤力/厘米2)的橡皮成形压床。同时一些新的加工方法，如超塑性成形、加热成形、真空蠕变成形、半模或无模成形技术不断涌现。

现代飞机上广泛应用的大型整体结构件，如机翼整体壁板、翼梁、加强框等，它们形状复杂、切削加工量大、自身刚度差，需要在工作台面很大（有的长达数十米）的、带有多个高速铣削头的现代数控铣床上加工。整体壁板的加工还需带真空吸盘的大面积工作台（见整体壁板制造）。加工立体形状复杂的大型框架，如座舱风挡骨架、舱门、窗框等，还需要采用多坐标联动的数控铣床或立体靠模铣床（见数控加工）。此外，为加工切削性能不好的材料和形状复杂的零件，还广泛采用电加工、化学铣切等特种加工工艺。

复合材料在飞机结构上的应用日益增多，现已成功地用于制造舱门、舵面、垂直尾翼和直升机的旋翼。复合材料构件由高强度纤维与树脂复合，在模具中加温、加压制成。所用设备是自动铺带机、预浸带和预浸布成形机等。复合材料构件制造的关键问题是要控制构件的变形，要求细致研究铺层工艺、模压技术，并在加工中精确地控制温度和压力变化。

机体装配

飞机制造中装配工作量占直接制造（即不包括生产准备、工艺装备制造）工作量的50％～70％，现代飞机的零件连接方法以铆钉连接为主，在重要接头处还应用螺栓连接。这种连接方法简便可靠，但是钻孔、铆接多是手工操作，工作量很大。应用自动压铆机可以提高铆接生产率，改进铆接质量，同时也可改善装配工人的劳动条件。为了增加使用成组压铆的比例，要在构造上将飞机各部件分解成许多壁板件。

焊接

也是飞机制造中常用的连接工艺（见焊接技术）。熔焊用于起落架、发动机架等钢制件的连接。接触点焊和滚焊用于不锈钢和铝合金钣金件的连接。金属胶接用于制

造蜂窝结构。胶接制件表面光滑，疲劳特性好，但对于胶接面的准备、加温、加压控制都有严格要求。现代飞机制造中还广泛采用电子束焊、钛合金扩散连接、胶铆、胶接、螺接、胶接点焊等多种连接工艺。

飞机制造的机械化和自动化程度比较低，特别是飞机部件装配和总装工作，手工劳动是主要工作方式。加之飞机制造中要使用大量的成形模胎、模具、装配型架和供协调用的标准工艺装备（样板、标准样件等），使得生产准备工作十分繁重，飞机生产的周期比较长。应用计算机辅助设计和制造技术可以提高飞机生产的自动化程度，大量压缩生产准备工作量和缩短飞机生产的周期。

二、飞机装配的基本内容和特点

本章介绍飞机装配的基本概念，飞机装配的工作内容、过程，要解决的问题，飞机装配在飞机制造中的地位。结合飞机结构特点，阐述飞机装配和一般机械装配的区别。

飞机装配过程

飞机的制造过程和一般机器制造过程相同，可以划分为毛坯制造、零件加工、装配和试验四个阶段。飞机制造所用的毛坯和半成品，如锻件、铸件、板料、型材等种类繁多，根据现代化生产的协作原则，主要由外厂供应。飞机装配、安装中所需要的大量标准件，以及发动机、特种设备、仪表等等成品也是由专门工厂组织生产。飞机制造的水平，生产组织的基本形式反映了国家整个工业体系的发展水平，但是飞机的结构零件具有数量多，装配工作量大；重量轻，多采用薄壁结构和整体壁板件，尺寸大而刚度小等特点。这就要求飞机结构有良好的工艺性，便于加工、装配。工艺要求需要结合产品的产量、品种、需要的迫切性以及加工条件等综合考虑。

飞机装配和一般机械装配的区别：

由于使用目的和要求不同，飞机结构和一般的机械结构相比，具有自身的特殊要求。这些要求可以概括为：

⏹气动要求

⏹结构完整性

⏹最小重量要求

⏹使用维护要求

⏹工艺性要求

⏹材料要求

一）气动要求

当飞机结构与气动外形有关时，应保证构造外形满足总体设计规定的外形准确度；不容许机翼、尾翼、机身结构有过大变形，以保证飞机具有良好的气动升力、阻力特性以及具有良好的稳定性和操纵性。

二）结构完整性要求

飞机结构完整性是确保飞机安全寿命的重要条件之一，主要包括机体结构的强度、刚度、损伤容限及耐久性（疲劳安全寿命）等设计指标。

飞机结构完整性保证结构在承受各种规定的载荷状态下，具有足够的强度、不产生不能容许的残余变形；具有足够的刚度，以避免出现不能容许的气动弹性现象与共振现象；具有足够的寿命，防止结构失效等情况。

三）最小重量要求

飞机结构重量的要求，相对于其他地面工程来说，有其特殊的意义，结构重量上很小的差别就能影响飞机的性能。在满足飞机的空气动力要求和结构完整性的前提下，应使结构的重量尽可能轻，结构质量的减少，就意味着有效载荷、飞行速度和飞行距离的增加。合理的结构布局是减轻结构重量最主要的环节。

在保证飞机性能的前提下，结构重量减轻1％，可以减轻飞机总重3％～5％。因此，减轻结构重量是飞机设计和制造人员的重要使命，也是飞机型号研制成败的关键。世界上所有飞机设计和制造部门都有一个共同的口号，即“为减轻飞机的每一克重量而奋斗”。

（四）使用维护要求

当前，飞机的使用维护品质已成为衡量飞机性能的一项重要技术指标，维护成本低，或者无故障的飞行时间更长，意味着飞机的经济性会更好。良好的维修性可以提高飞机在使用中的安全可靠性和保障性，并可以有效降低保障和使用成本。飞机的各部分（包括主要结构和飞机内部的各个重要设备、系统），须分别按规定的周期进行检查、维护和修理，在结构上必须按照飞机维修方式（定检、小修、中修）来合理确定检查口盖的位置、数量及种类。同时，飞机良好的维修性也体现在结构上需要布置合理的分离面与各种舱口，在结构内部安排必要的检查和维修通道，增加结构的开敞性和可达性。

五）工艺性要求