飛機數(shù)字化裝配技術綜述

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1、飛機數(shù)字化裝配技術綜述班級：飛機制造技術6班學號：10503640姓名：王斌過去，我國主要進行封閉式的軍用飛機的研制和生產(chǎn)，難以與國際上大型的飛機制造公司進行先進裝配技術的交流。雖然近幾年來我國飛機制造廠為波音和空客等公司進行飛機零部件的轉包生產(chǎn)，零星地看到和學到了一些數(shù)字化裝配技術，但是缺乏對先進裝配技術的系統(tǒng)化研究，對國外先進裝配技術的發(fā)展和應用情況也了解不多，僅滿足于能把飛機制造出來，基本上還是沿襲著過去幾十年來批生產(chǎn)的手工作坊模式，沿用著根據(jù)實物樣件以模擬量形式傳遞零部件的形狀和尺寸，采用大量復雜的型架進行定位和夾緊的傳統(tǒng)手工裝配方法。因此，裝配技術已成為我國飛機制造

2、過程中的最薄弱環(huán)節(jié)，而飛機裝配是整個飛機制造過程中的關鍵，所以它嚴重阻礙著我國的飛機制造技術發(fā)展。為此，我們近10年來對國外先進飛機數(shù)字化裝配技術進行了廣泛的資料收集和系統(tǒng)的分析，并且與工廠結合進行了一定的研究，在此，對先進的飛機數(shù)字化裝配技術的相關問題作一簡要論說。飛機裝配技術的特點及其發(fā)展長期以來，飛機殼體結構以鈑金件為主，采用“軟殼”式或“半硬殼”式結構，如蘇-27飛機。由于鈑金件剛性小，在裝配過程中需采用大量復雜的型架等工藝裝備來保證飛機結構的形狀和尺寸。因此，在飛機生產(chǎn)中，零部件的裝配作業(yè)和部件對接裝配一直是最費時費力的一個重要環(huán)節(jié)。據(jù)統(tǒng)計，飛機裝配成本在產(chǎn)品總成本

3、中的比重可達40%,裝配工作量一般約占全機工作量的一半。我國飛機的裝配問題相對于零件制造更為突出?，F(xiàn)階段，雖然我國數(shù)字化設計制造技術有了局部應用，激光跟蹤儀也開始應用到飛機裝配型架的安裝過程中。但從總體情況來看，我國的飛機裝配技術基本上仍然沿用原蘇聯(lián)在上世紀50、60年代的飛機裝配技術，使制造過程中的各種問題和矛盾堆積到飛機的最后裝配中，飛機的裝配周期和質(zhì)量難以保證。無論是現(xiàn)代大型民用運輸機還是軍用戰(zhàn)斗機，從大型組件（如大型機翼和機身壁板、機翼大梁、飛行操縱面組件等）到大部件裝配和機身的對接裝配過程中，大量采用數(shù)字化自動鉆鉚系統(tǒng)。這些數(shù)字化自動鉆鉚系統(tǒng)的特點是，針對具體裝配對

4、象的特點，其裝配工裝和鉆鉚設備從結構和功能上看完全是一體化的，而且自動化程度越來越高，形成大規(guī)模的飛機部件數(shù)字化自動鉆鉚裝配線。飛機的裝配過程是一項復雜的系統(tǒng)工程，涉及飛機設計、工藝計劃、零件生產(chǎn)、部件裝配和全機對接總裝的全部過程。數(shù)字化互換協(xié)調(diào)方法飛機裝配的難點是首先要解決零部件裝配過程中的互換協(xié)調(diào)問題，這在新機研制中尤為突出。為解決這個問題，要明確以下一些概念：(1)協(xié)調(diào)準確度。協(xié)調(diào)準確度是指２個飛機零件、組合件或部件之間相配合部位的實際幾何形狀和尺寸相符合的程度，此種相符合的程度越高，則協(xié)調(diào)準確度越高。很明顯，飛機裝配過程中應用各種先進技術就是要提高零件、組合件或部件之

5、間相配合部位的協(xié)調(diào)準確度。那么，哪些配合部位需要較高的協(xié)調(diào)準確度呢？怎樣決定這些配合部位呢？這涉及關鍵特性的概念。(2)關鍵特性。產(chǎn)品的互換協(xié)調(diào)是飛機制造中最突出的問題，它引起大量返工以及產(chǎn)品質(zhì)量的突出問題，成為影響產(chǎn)品制造周期的主要原因，據(jù)此提出關鍵特性的概念。關鍵特性是材料、零部件或過程的特征變化對產(chǎn)品的互換協(xié)調(diào)影響最大的特性。關鍵特性必須是用計量或計數(shù)數(shù)據(jù)可測量的。根據(jù)關鍵特性概念制定飛機關鍵特性分解樹，是飛機制造過程中互換協(xié)調(diào)的依據(jù)。(3)主幾何和主工裝。傳統(tǒng)的飛機制造是利用模線—樣板—標準樣件—各種生產(chǎn)工裝，把飛機的設計要求(各種數(shù)據(jù))傳遞到最后產(chǎn)品上的。全機理論模

6、線和結構模線體現(xiàn)著飛機的理論外形及全機的協(xié)調(diào)關系，西方國家稱之為“主幾何”。各種以實物形式出現(xiàn)的標準樣板（外形樣板、切面樣板和夾具樣板等）和標準樣件（標準樣件，標準量規(guī)和標準平板）等標準工裝稱之為“主工裝”，意即用來制造生產(chǎn)工裝的工裝。(4)基于數(shù)字化標工定義的互換協(xié)調(diào)方法。數(shù)字化協(xié)調(diào)方法也可稱數(shù)字化標準工裝協(xié)調(diào)方法，是一種先進的基于數(shù)字化標準工裝定義的協(xié)調(diào)互換技術，將保證生產(chǎn)用工藝裝備之間、生產(chǎn)工藝裝備與產(chǎn)品之間、產(chǎn)品部件與組件之間的尺寸和形狀協(xié)調(diào)互換。數(shù)字標工協(xié)調(diào)法需通過數(shù)字化工裝設計、數(shù)字化制造和測量系統(tǒng)來實現(xiàn)。利用數(shù)控加工、成形制造出零件外形和所有的定位元素。在工裝制

7、造時，通過數(shù)字測量系統(tǒng)(如激光跟蹤儀、電子經(jīng)緯儀、數(shù)字照相測量和室內(nèi)GPS等設備)實時監(jiān)控、測量工裝或產(chǎn)品上相關控制點(關鍵特性)的位置，建立起產(chǎn)品零部件基準坐標系統(tǒng)，并在此坐標系統(tǒng)中將工裝或產(chǎn)品上關鍵特征點的測量數(shù)據(jù)和3D模型定義數(shù)據(jù)直接進行比較，分析出空間測量數(shù)值與理論數(shù)據(jù)的偏差情況，作為檢驗產(chǎn)品是否合格及進一步調(diào)整的依據(jù)。數(shù)字化測量系統(tǒng)在裝配中的應用在飛機制造中使用的數(shù)字化測量系統(tǒng)有：數(shù)控坐標測量機，電子經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)，光學準直儀系統(tǒng)，激光自動跟蹤儀系統(tǒng)，激光雷達掃描儀，數(shù)字照相測量系統(tǒng)以及室內(nèi)G