第一章 模线与样板

1、一、互换与协调的概念一、互换与协调的概念 二、模线二、模线样板工作法样板工作法 三、理论模线三、理论模线 四、结构模线四、结构模线 五、样板五、样板 六、标准样件和局部模型六、标准样件和局部模型七、钣金零件生产中使用的样板七、钣金零件生产中使用的样板互换与协调的概念 1. 互换性互换性的基本概念 飞机工业中的互换性要求一般指：使用互换使用互换 局部损坏而更换（部件或段件）生产互换生产互换 批生产中零件、构件不经过修配或补充加工就可以装配厂际互换厂际互换 同一型号飞机，不同厂制造的零部件 互换性项目要求越多，对生产部门的要求也越高，因此在飞机的实际生产中并不要求完全互换，而是局部互换。 互换互换

2、 是指批生产中，同一种零件，在尺寸和形状方面的一致性。协调协调 是指相配合的两种零件在尺寸和形状方面的一致性。 互换包括完全互换和不完全互换。互换包括完全互换和不完全互换。而对飞机钣金零件，不一定要求完而对飞机钣金零件，不一定要求完全互换，但要求完全协调。全互换，但要求完全协调。 互换不仅要体现协调准确度协调准确度，还要求制造准确度制造准确度；而协调只体现协调准确度，因而具有互换性的零件，必将是协调的，所以协调是保证互换性的必要条件，在飞机钣金零件制造中，不但要求协调，而且要求互换。 指零件的实际尺寸和形状与名义尺寸和形状的差值，差值越小，制造准确度越高。 指两个相配合的零件、组件或部件之间实

3、际尺寸和形状的差值。 （比前者要求更高） 一般准确度的概念是，零件不受自重或外力作用和影响下的几何形状和尺寸的准确度。但钣金零件，在装配或检验时往往允许在一定外力作用下进行。如蒙皮零件在规定压力下，检验其贴模度；装配时，蒙皮在卡板的压力作用下，保持外形的准确度等。因此，在分析钣金零件协调问题时，特别是在解决配合面协调问题时，必须把力和力场的条件准确度考虑进去。 任何产品或零件的制造，其几何形状和尺寸的形成，一般都是根据图纸所确定的理论形状和尺寸，在生产过程中通过一定的量具、工装或机床而获得的。在这一过程中，首先需要根据标准的尺度量具制造出生产中使用的各种测量工具或仪器，然后用这些量具制造各种工

4、夹模具，最后通过工装模具或机床加工出所需的形状或尺寸，这一过程中包含尺寸传递的过程。 独立制造原则 相互联系制造原则 补偿制造原则 蒙皮与口盖的协调独立制造原则LaLb量具尺寸夹具尺寸零件尺寸量具尺寸夹具尺寸零件尺寸标准尺独立制造原则相互联系制造原则La量具尺寸夹具尺寸零件尺寸夹具尺寸零件尺寸标准尺Lb相互联系制造原则补偿制造原则La量具尺寸夹具尺寸零件尺寸零件尺寸标准尺Lb补偿制造原则1. 实质 模线样板工作法的实质是采用统一的尺寸和形状的刚性传递系统制造和在几何上协调结构的相互配合的元件。 模线样板工作法的原理是按相互联系制造的原则确立的。 飞机图纸飞机图纸理论模线理论模线结构模线结构模线

5、标准样件（生产样板、标准标准样件（生产样板、标准样板）样板）工艺装备（模具、夹工艺装备（模具、夹具、具、）零件（组件、部件）零件（组件、部件） 工时高，制造装配夹具和工时高，制造装配夹具和立体工艺装备时准确度低；装立体工艺装备时准确度低；装配和钣金工装的制造周期长。配和钣金工装的制造周期长。这是因为必须首先制造出模线这是因为必须首先制造出模线和样板，然后才能按模线和样和样板，然后才能按模线和样板制造这些工装。板制造这些工装。 飞机钣金零件的协调，包括零飞机钣金零件的协调，包括零件之间的相互协调，零件与装配工件之间的相互协调，零件与装配工艺装备的相互协调。前者取决于零艺装备的相互协调。前者取决于

6、零件工艺装备之间的协调性，而后者件工艺装备之间的协调性，而后者取决于工艺装备与装配工艺装备之取决于工艺装备与装配工艺装备之间的协调性，其实质是工艺装备之间的协调性，其实质是工艺装备之间的协调。间的协调。 协调路线协调路线 在飞机部、组件的钣金零件在飞机部、组件的钣金零件制造过程中，保证钣金零件与工制造过程中，保证钣金零件与工艺装备尺寸和形状相互协调的传艺装备尺寸和形状相互协调的传递路线，称为协调路线。在传递递路线，称为协调路线。在传递过程中，每个环节误差的积累，过程中，每个环节误差的积累，构成了零件的制造误差与协调误构成了零件的制造误差与协调误差。差。 协调图表协调图表 钣金零件协调图表，反映

7、钣金零件钣金零件协调图表，反映钣金零件工艺装备之间，零件工艺装备与装配工工艺装备之间，零件工艺装备与装配工艺装备之间制造依据的相互依赖关系，艺装备之间制造依据的相互依赖关系，体现并保证了零件的协调关系，它是样体现并保证了零件的协调关系，它是样板细目表、工艺装备品种表编制的先导，板细目表、工艺装备品种表编制的先导，是企业指令性工艺文件之一，在新机研是企业指令性工艺文件之一，在新机研制、试制和批生产中，首先要考虑的，制、试制和批生产中，首先要考虑的，就是编制协调图表，然后才能进行诸如就是编制协调图表，然后才能进行诸如样板细目表、工艺装备品种表等生产工样板细目表、工艺装备品种表等生产工艺文件的编制工

8、作。艺文件的编制工作。 飞机钣金零件协调图表飞机钣金零件协调图表协调图表编制依据协调图表编制依据协调图表编制内容协调图表编制内容协调图表编制原则协调图表编制原则 协调图表编制步骤协调图表编制步骤 协调图表与其它工艺文件的关系 产品图生产大纲产品图生产大纲工工 艺艺 总总 方方 案案标准工装协调图表标准工装协调图表部件装配协调图表部件装配协调图表钣金零件协调图表钣金零件协调图表钣金零件制造生产文件钣金零件制造生产文件协调方法分类：协调方法分类：模拟量传递法模拟量传递法综合应用法综合应用法数字量传递法数字量传递法 飞机钣金零件的协调方法飞机钣金零件的协调方法模拟量传递法模拟量传递法综合应用法综合应

9、用法数值量传递法数值量传递法标准样件工作法标准样件工作法表面样件工作法表面样件工作法模线样板工作法模线样板工作法CAD/CAM工作法工作法模模线线样样板板标标准准样样件件法法表表面面样样件件标标准准样样件件法法组组合合式式标标准准样样件件法法组组合合表表面面样样件件法法组组合合模模型型法法整整体体式式表表面面样样件件法法镶镶块块式式表表面面样样件件法法标标准准实实样样法法模模线线样样板板法法按按蒙蒙皮皮模模胎胎协协调调法法按按两两个个制制造造依依据据协协调调法法基基准准孔孔切切面面模模型型法法CAD/CAM法法型架夹具样板蒙皮落压模反模型内加强板型胎反模型隔板落压模反模型带板型胎反模型梁型胎反

10、模型表面标准样件反切内样板外形样板结构模线协调部位协调部位大型客机机翼、翼梢、小翼等部件大型客机机翼、翼梢、小翼等部件 结构结构 特点特点 示意示意 图图 协调方法协调方法CAD/CAM工作法工作法 协协 调调 图图 表表数学模型型胎拉形模型胎模胎模胎型架肋骨蒙皮后墙口盖垫板数控编程绘图机结构模线数控机床零件样板光学仪器型架卡板应用程序计算机测量机数控编程测量系统应用测量系统应用程序程序数控铣床数控铣床数控铣床数控铣床结构模线结构模线绘图机绘图机零件样板零件样板表面样板表面样板反模型反模型标准样件标准样件反模型反模型成形模成形模型材型材拉形模拉形模拉弯模拉弯模框肋零件框肋零件落压模落压模卡板卡

11、板复杂零件复杂零件蒙皮蒙皮定位器交点定位器交点整体量规整体量规光学仪器光学仪器型架型架机加零件机加零件壁板壁板部件部件飞机图纸飞机图纸计算机系统计算机系统 数控编程数控编程数控编程数控编程数控测量机数控测量机全机数学模型全机数学模型绘图程序系统绘图程序系统内部结构件内部结构件加工程序系统加工程序系统飞机图纸飞机图纸理论模线理论模线结构模线结构模线（生产样板、标准样板）（生产样板、标准样板）标准样件标准样件（模具、夹具、（模具、夹具、）工艺装备工艺装备零件（组件、部件）零件（组件、部件）模线样板模线样板- -标准样件工作法是飞标准样件工作法是飞机制造中保证协调互换的基础；机制造中保证协调互换的基

12、础；模线样板是飞机设计与制造之间模线样板是飞机设计与制造之间的桥梁。的桥梁。 理论模线是绘制在金属板或明胶板理论模线是绘制在金属板或明胶板上的上的1 1: :1 1的飞机各部分的理论外形图，的飞机各部分的理论外形图，其上还绘有结构轴线、基准线等。其上还绘有结构轴线、基准线等。其作用是协调部件平面及各切面的其作用是协调部件平面及各切面的理论外形，并作为制造该切面的全理论外形，并作为制造该切面的全部基本样板的原始依据（标准即老部基本样板的原始依据（标准即老祖宗）。祖宗）。是绘制在金属板或明胶板上某一部是绘制在金属板或明胶板上某一部件切面的件切面的1:11:1的内部结构图。的内部结构图。 作用是协调

13、该切面全部零件的结构作用是协调该切面全部零件的结构形状、并作为制造该切面全部生产形状、并作为制造该切面全部生产样板的原始依据，以保证该切面内样板的原始依据，以保证该切面内全套工艺装备之间的协调。全套工艺装备之间的协调。其外形按理论模线，内部结构按飞其外形按理论模线，内部结构按飞机图纸。机图纸。 利用利用CAD技术设计结构模线的工作流程技术设计结构模线的工作流程样板样板 是飞机部件、组件或零件某一切面形状和尺寸的刚性量具 在飞机的生产中样板样板起着制造、协制造、协调、检验部件和零件调、检验部件和零件以及检验工艺检验工艺装备装备的作用，因此样板之间有着相互协调的关系。作用作用 制造工装、检验零件样

14、板是按结构模线或理论模线来制造的外形样板外形样板内形样板内形样板展开样板展开样板毛料样板毛料样板 切面样板切面样板 弯曲样板弯曲样板 机加零件样板机加零件样板 夹具样板夹具样板 专用样板专用样板 样板分类样板品种基 本 用 途样板名称简称基本样板晒相图板相板1.制造、检验样板；2.制造、检验零件和工艺装备生产样板外形样板外形1.制造成套零件样板；2.制造和检验模具及零件内形样板内形制造零件的成形模具。常被外形样板代替展开样板展开零件的下料及制造冲切模切面样板切面外形样板切外制造和检验模具和零件反切面外形样板反切外切面内形样板切内反切面内形样板反切内钻孔样板钻孔钻（或冲）零件上的孔夹具样板夹具制

15、造、安装标准样件或装配、检验夹具表面标准样件样板样件制造表面标准样件机加样板机加加工和检验机加零件上与理论外形或结构协调有关的部分专用样板专用按工艺需要确定，例如化铣样板标准样板按需要选用1.作为用于制造生产样板的过渡样板；2.检修和复制生产样板毛坯准备毛坯准备 移形移形 外形的加工外形的加工 刻线、钻孔、打标记符号刻线、钻孔、打标记符号 检验与喷漆检验与喷漆 基本样板红色 生产样板黑色 夹具样板深绿色 标准样件和局部模型标准样件和局部模型是部件、零件的真实外形实样 作用作用 制造工装、检验零件外形 分为两大类分为两大类 平面零件生产所使用的成套样板 （框、肋类） 立体曲面零件所使用的成套样板

16、 平面零件生产所使用的成套样板外形样板外形样板 是制造和协调成套零件的样板， 用于制造模具和检验零件 内形样板内形样板 是用来制造与检验成形模具的 样板 展开样板展开样板 表达弯边的平面零件或单曲度 零件展开后的毛坯形状毛料样板毛料样板 按照试验的展开毛料做成的样板 立体曲面零件所使用的成套样板 切面样板切面样板 用来表示双曲面立体零件各控制切面形状的样板 切面外形样板反切面外形样板切面内形样板反切面内形样板 切面内形切面内形切面外形切面外形反切面内形反切面内形反切面外形反切面外形切割钻孔样板切割钻孔样板 用来表示双曲面立体零件各控制切面形状的样板夹具样板夹具样板 是专供制造标准样件及装配夹具

17、用的样板 模线样板工作法最初应用于造船工模线样板工作法最初应用于造船工业，二十世纪二十年代后期，引入航空业，二十世纪二十年代后期，引入航空工业，且后来居上，经过三十年左右的工业，且后来居上，经过三十年左右的改进与充实，这一方法发展到更加完备改进与充实，这一方法发展到更加完备也更加复杂的境界。以致一架新机诞生也更加复杂的境界。以致一架新机诞生之前，在绘制模线和加工样板方面竟要之前，在绘制模线和加工样板方面竟要花费十几万个工时，并消耗一百几十吨花费十几万个工时，并消耗一百几十吨的钢板，从而大大增加了生产准备的工的钢板，从而大大增加了生产准备的工作量。作量。老的模线样板工作法的改进，需要具备老的模线样板工作法的改进，需要具备以下条件：以下条件： 全机数学模型的建立全机数学模型的建立 计算机与数控技术的发展计算机与数控技术的发展 尺寸稳定的明胶板的出现，尺寸稳定的明