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1、機身骨架裝配柔性工裝設計術孫永杰，田威，廖文和，劉明爽(南京航空航天大學機電學院，南京210016)[摘要】為解決當前飛機機身裝配工裝效率低、定位精度不高、通用性差等問題，根據飛機機身結構，分析其裝配需求，采用模塊化設計思想，研制了面向機身骨架的“龍門式”柔性裝配工裝。該套柔性工裝能夠適應截面直徑尺寸小于3m、機身筒段長度3～5m的產品，通過伺服電機驅動、手工調整以及更換特殊定位器等來實現對新類型機身的定位。工裝操作簡單、適應性強，能夠以較低的成本提供較大的柔性。關鍵詞：柔性工裝；交點孔定位；機身骨架FlexibleToolingforFuselageSkeletonAssemb
2、lySUNYongjie，TIANWei，LIAOWenhe，LIUMingshuang(CollegeofMechanical&ElectricalEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)【ABSTRACT】Inordertosolvethecurrentproblemoflowefficiency，lowpositioningandpoorgeneralityaccuracyofaircraftfuselageassemblytooling，accordingt
3、otheaircraftfuselagestructure，analyzetheassemblyrequirements，andtheideaofmodulardesignisdevelopedforthefuselageflame“gantry”flexibleassemblytooling．Thesetofflexiblefixtureissuitableforproductssectiondiametersizebeinglessthan3m，thefuselagetubelengthbeing3-5m，andcouldimplementnewtypebodypositio
4、ning，etc．byservomotor,manualadjustmentandreplacementofspeciallocator．Equipmentopera—tionissimple，strongadaptability,andcanprovidegreaterflexibilityatalowercost．Keywords：Flexibletooling；Intersectionholeorientation；FuselageframeDoI：10．16080／j．issnl671．833x．2017．07．086飛機產品具有零件數量多、剛性低、外形復雜、裝配精度要求
5、高等特點[1】，在其裝配過程中，不能單靠零件自身形狀和尺寸的加工準確性來裝配合格的部件口]，因此，需要大量的工裝來保證產品從零組件到部件裝配過程中的精確幾何外形，限制裝配過程中的連接變形，使產品滿足準確度及互換協(xié)調性要求口】。在傳統(tǒng)飛機裝配模式下，主要采用剛性專用工裝，工裝數量多、占地面積大、生產周期長、制造成本高。隨著國內新機型號的逐漸增多，多品種、小批量生產的需求特征日趨顯著，在航空企業(yè)飛機結構零部件已基本實現數控機床加工制造的背景下，傳統(tǒng)剛性專用工裝已成為實現快速轉產和縮短新品研制周期的瓶頸[4】。當前，國外在飛機產品各個裝配階段已經發(fā)展了相應的柔性工裝。而在國內，大部分制
6、造廠在飛機裝配過程中仍廣泛采用傳統(tǒng)的剛性結構專用工裝陋】。近年來，國內在組件、部件裝配方面做了大量的研究，取得了一定的成果。如中航工業(yè)沈飛研究并工程化的翼身整體+基金項目：國家科技重大事項資助項目(2014ZX04001071)。86航空制造技術·2017年第7期結構后段數字化柔性裝配系統(tǒng)[61和后機身部件柔性裝配系統(tǒng)；西北工業(yè)大學設計的部件級數字化柔性工裝系統(tǒng)[1和機身壁板類組件裝配工裝隅1；北京航空航天大學和中航工業(yè)沈飛公司合作設計的一種可重構調形單元。其中，針對機身部件裝配的是沈飛研究的后機身部件柔性裝配系統(tǒng)。該系統(tǒng)柔性工裝為橋架式結構，上下各5組橫梁，每個橫梁上有4組定位
7、器，每個定位器在空間具有3個方向的自由度，通過合理調節(jié)具有定位功能的構件，帶動專用定位器運動至指定的方向和位置[91，以實現對機身加強框的定位。本文在分析中機身結構特點、裝配協(xié)調關系及制造工藝性的基礎上，針對某型機中機身結構尺寸小、協(xié)調關系復雜、產品裝配零組件密集、開敞性要求高等特點，設計了一套部件級的數字化柔性裝配工裝系統(tǒng)，在一套工裝上可以完成對多種產品的裝配。1產品結構特點及裝配要求飛機部件產品裝配和定位主要有以骨架為基準和RESEARCH研究論文以蒙皮為基準兩種定位模式，其
