飞机装配的基本过程

1、飞机装配的基本过程刘瑞同同济大学航空航天与力学学院一、飞机装配的基本问题一、飞机装配的基本问题n飞机制造过程的主要环节是装配，包括机体部件的装配和各系统在机体内的安装（飞机总装）；n飞机装配过程是将大量的飞机零件按图纸、技术要求进行组合、连接的过程；n飞机装配的最终目的是生产出具有合格质量的飞机产品；n对于批量生产的飞机，还要尽可能保证飞机具有较好的互换性，这样才能大幅降低成本、提高飞机的可靠性以及保证较好的维修性；1.1设计分离面和工艺分离面n从系统论的角度出发，需要将飞机划分成若干功能相对独立的子系统；n这种方法可以使整个研发、制造过程易于并行实施、便于管理；n对飞机结构来说，根据使用、运

2、输、维护等方面的需要将整架飞机在结构上进行划分多个部件、段件和组件；n这些部件、段件和组件之间一般采用可拆卸的连接，这样所形成的可拆卸的分离面就是设计分离面。n即使飞机被划分成多个部件，这样的部件还是十分复杂的，由于部件的划分是按照功能、实用等划分的，因此在部件装配的时候还需要将部件进一步划分从而形成更小的板件、段件、组合件等等；n这些组合件在装配时一般采用不可拆卸的连接，他们之间的分离面称为工艺分离面；n合理的划分工艺分离面，也就是合理地对部件进行剖分，对制造是极有好处的。增加了平行装配工作面，提高了装配工作的机械化和自动化；改善了装配工作的开放性，有利于提高产品的装配质量；部件的板件化程度

3、是评价结构工艺性的重要指标。因此在结构设计中应尽量提高板件化程度。n一般来说在飞机设计阶段不仅应该确定设计分离面，也应该充分考虑工艺分离面，如果考虑不充分或者存在一些问题，就会给制造带来很大影响；n但很多情况由于设计人员对制造的认识不足而导致结构设计不合理，这就需要工艺人员综合多方面因素考虑合理设置工艺分离面。因此，设计人员应该了解制造，这也是目前机械专业强调设计制造一体化的重要原因！二、飞机装配过程n基准：确定结构件之间位置的一些点、线、面。n飞机的设计基准包括飞机水平基准线、对称轴线、翼弦平面、梁轴线、长桁轴线、框轴线、肋轴线等。n设计基准一般是不存在于结构件表面的点、线、面，为制造和装配

4、需要，设立（装配）工艺基准。定位基准确定结构件在工装上的相对位置；装配基准确定结构件之间的相对位置；测量基准测量结构件装配位置尺寸的起始位置。在装配过程中，使用两种装配基准：桁条桁条翼肋翼肋铆接铆接骨架骨架蒙皮蒙皮大梁大梁铆接铆接铆接铆接半肋半肋半肋半肋桁条桁条蒙皮蒙皮机翼机翼n选择定位基准和装配基准应遵循四个原则：装配定位基准与设计基准统一原则装配定位基准与零件加工基准统一原则装配基准与定位基准重合原则基准不变原则三、装配定位 在装配过程中，首先要确定零件、组合件、板件、段件之间的相对位置，这就是定位问题。 在装配工作中，对定位的要求是：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；定

5、位和固定要操作简单可靠；所用的工艺装备简单，制造费用低。 n常用的三种方法n采用装配型架定位是飞机装配的主要方式。保证了零件、组件在空间具有准确的位置；校正零件形状和限制装配变形的作用。n飞机装配中一般可不遵守六点定位原则，而采用超定位的方法。n二次定位误差问题。类别类别方法方法特点特点选用选用划线定位法划线定位法1 用通用量具和划用通用量具和划线工具划线线工具划线2 用专用样板划线用专用样板划线3 用明胶模线晒相用明胶模线晒相的方法的方法1 简便易行简便易行2 装配准确度低装配准确度低3 工作效率低工作效率低4 节省工装费用节省工装费用1 新机研制时尽可能新机研制时尽可能采用采用2 成批生产

6、时，简单成批生产时，简单的、易于测量、准确度的、易于测量、准确度要求不高的零件定位要求不高的零件定位3 作为其它定位方法作为其它定位方法的辅助定位的辅助定位基准件定位法基准件定位法以产品结构件上的某以产品结构件上的某些点、线、面确定待些点、线、面确定待装件的位置装件的位置1 简便易行、节省工简便易行、节省工装、装配开畅、协调性装、装配开畅、协调性好好2 基准件必须具有较基准件必须具有较好的刚性和位置准确度好的刚性和位置准确度1 有配合关系的、有配合关系的、尺寸或形状相一致的尺寸或形状相一致的零件之间的装配零件之间的装配2 与其它定位方法与其它定位方法混合使用混合使用装配孔定位法装配孔定位法在相

7、互连接的零件在相互连接的零件（组合件）上，按一（组合件）上，按一定的协调路线分别制定的协调路线分别制出孔，装配时零件以出孔，装配时零件以对应的孔定位来确定对应的孔定位来确定零件（组合件）的相零件（组合件）的相互位置互位置1 定位迅速、方便定位迅速、方便2 不用或仅用简易不用或仅用简易的工装的工装3 定位准确度比工定位准确度比工装定位的低，比划线装定位的低，比划线定位的高定位的高1 单曲度，平滑双曲度单曲度，平滑双曲度壁板中蒙皮、长桁、框的壁板中蒙皮、长桁、框的装配装配2 内部加强件的定位内部加强件的定位3 平面组合件非外形零平面组合件非外形零件的定位件的定位4 组合件与组合件之间组合件与组合件

8、之间的定位的定位装配型架定位法装配型架定位法利用型架定位确定结利用型架定位确定结构件的装配位置或加构件的装配位置或加工位置（如精加工台）工位置（如精加工台）1 定位准确度高定位准确度高2 限制装配变形或强限制装配变形或强迫低刚性结构件符合工迫低刚性结构件符合工装装3 能保证互换部件的能保证互换部件的协调协调4 生产准备周期长生产准备周期长应用广泛的定位方法，应用广泛的定位方法，能保证各类结构件的能保证各类结构件的装配准确度要求装配准确度要求四、提高装配准确度的补偿方法n在飞机的一些结构复杂、协调尺寸较多的部位，或是零件、组合件刚度较小其装配变形无法预先估计的情况下，过分提高制造准确度和协调准确

9、度，在经济上不合理，在技术上难以达到，因此，采用补偿方法。n补偿方法就是零件、组合件或部件的某些准确度要求高的尺寸，在装配时或装配后，通过修配、补充加工或调整，部分消除零件制造和装配误差，最后达到规定的准确度要求。n装配后相互修配n装配后精加工n垫片补偿n连接件补偿n可调件补偿五、装配工艺过程n在装配前必须制定装配工艺规程（固化），装配工艺规程是依据产品结构、技术条件和生产规模制定的，包括部件的工艺分离面图表、装配流程图、装配指令性工艺规程、工艺装备协调图表和工艺装备品种表。n部件装配指令性工艺规程包括了部件装配各阶段的内容，装配基准、定位方法、装配用的主要工艺装备、设备和检验方法，以及主要零

10、件盒组合件等的供应状况和交付状况等；n装配图表则是以图表形式表示的装配分散程度、装配顺序、平行工作内容以及主要工艺装备等。n制定部件装配方案时，应根据生产规模仔细地研究结构的工艺分离面。在成批生产中，因为要尽量扩大平行工作面，故应充分利用工艺分离面。一般产量越大，装配分散程度也应越大，这种装配原则称为分散装配原则。但在试制或小批量生产时，如果仍采用分散装配原则，则经济上是不合理的。这种情况应采用集中装配原则，即装配工作主要集中在部件总装型架内进行。n装配单元的划分n补偿结构的合理使用六、装配工艺设计主要内容n1)装配单元的划分根据飞机的结构工艺持征，合理地进行工艺分解，将部件划分为装配单元。n

11、2)确定装配基准和装配定位方法n 3)选择保证准确度、互换性和装配协调的工艺方法为了保证部件的准确度相互换协调要求，必须制定合理的工艺方法和协调方法。其内容包括：制定装配协调方案，确定协调路线，选择标准工艺装备，确定工艺装备与工艺装备之间的协调关系，利用设计补偿和工艺补偿的措施等。n 4)确定各装配元素的供应技术状态供应技术状态是对装配单元中各组成元素在符合图样规定外而提出的其他要求，也就是对零件、组件、部件提出的工艺状态要求。n 5)确定装配过程中的工序、工步组成和各构造元素的装配顺序装配过程中的工序、工步组成包括：装配前的准备工作，零件和组件的定位、夹紧、连接，系统和成品的安装，互换部位的

12、精加工，各种调整、试验、检查、清洗、称重和移交工作，工序检验和总检等。装配顺序是指装配单元中各构造元素的先后安装次序。n6）选定所需的工具、设备和工艺装备n7）零件、标准件和材料的配套按工序对零件(含成品)、标准件进行配套计算材料(基本材料、辅助材料)定额；按部件汇总标准件、材料。n8）进行工作场地的工艺布置工艺布置的内容包括；概算装配车间总面积，准备原始资料，绘制车间平面工艺布置图七、飞机总装配及机场车间工作n飞机总装配是将飞机各部件对接成整架飞机，在飞机上安装各种设备、装置和系统，并进行调整、试验和检验，是飞机装配工作的最后阶段。n机场车间工作的任务是将总装配车间送来的飞机进行最后的地面试

13、验和空中试飞检验。飞机总装配的工作内容飞机机体各部件的对接及水平测量；安装调整发动机、燃油和滑油系统，安装和调试发动机操纵系统；液压和冷气系统的设备、附件和导管的安装、铺设和试验；起落架及其收放机构、信号系统的安装、调整和试验；飞机操纵系统的安装和调整；电气、无线电、仪表设备与电缆的安装、铺设和试验；高空救生设备的安装和试验；特种设备的安装和试验等。n在成批生产中，飞机总装配采用流水生产的组织方式，如下图所示。n流水生产是将总装配全部工序分为若干个工作站，每个工作站工作量均衡，飞机按节奏移动，工人固定在工作站上工作。飞机各部件对接和水平测量n部件对接要保证对接后部件相对位置准确、连接可靠。n完

14、全互换的段部件对接，要调整等，对接部件到正确位置，检查对接孔的同轴度要求，以及配合面间隙和表面质量等，按照要求的拧紧力矩拧紧螺母，然后用全机水平测量方法检查各部件相对位置的准确度。n对于不互换的段部件，对接时要用水平测量方法调整和确定它们的相互位置，将对接接头孔一起扩孔并铰孔。n 部件对接后的技术要求一般用水平测量方法进行检查。水平测量的基本过程是：部件装配时，在部件表面规定的位置上，按型架上专用指示器作出测量点的记号(即涂红色漆的冲坑，凸头或空心铆钉)，这些记号称为水平测量点。实际上是将飞机理论轴线转移到部件表面的测量依据。因此，在测量过程中，只要检查这些点的相对位置数值，就可借以确定部件间

15、相对位置是否符合技术要求。各系统和设备的安装、调整和检验n导管、线路的安装与测试导管零件数量大、品种多、形状复杂，制造准确度要求高，一般设计安装图纸难以表达复杂的空间关系，因此采用样机作为安装的补充依据；对于弯管零件，可以通过样机取得正确的形状和尺寸，作为生产弯管零件的依据和协调弯管零件的工艺装备。弯管工艺是一项具有挑战性的工作，目前大量采用了数控弯管设备。导管在飞机上安装好之后，要根据各系统的特点按要求进行试验，一般要进行密封性试验和清洁度检验。系统导管的密封性试验，可以在单个部件上进行或在总装配车间已装配好的完整的飞机上进行。一般将密封性检查安排在系统工作性能检查之后进行。对于电气系统，可从图纸、“样机”取得导线正确长度，制出相应位置的布线样板作为依据。对电缆要进行百分之百的短路、断路、混线、措铁及绝缘电阻的质量检验。n操纵系统的安装调试 操纵系统安装要保证运动件和结构之间有足够间隙，在导向件中拉杆不应紧涩。在极限位置时，摇臂和拉杆之间应当有允许的间隙。操纵系统的调整可以用拉杆端头装的带螺纹的端接头调整长度，其调整范围不应超出极限尺寸，也可以用力臂调节器来调节摇臂长度。 现代高速飞机多采用多余度电传操纵系统(或称飞行控制系统)，此系统除了舵机