飞机制造工艺导论-第四章课件

1、第四章 飞机装配工艺4.1 飞机装配的基本问题4.2 装配连接技术4.3 保证互换与协调的方法4.4 飞机总装及机场工作4.1飞机装配的基本问题4.1.1飞机结构的分解4.1.2装配准确度4.1.3装配基准4.1.4装配定位4.1.5装配工艺过程设计飞机制造过程：毛坯制造、零件加工、装配安装、试验。毛坯制造零件加工试验装配安装锻压车间铸造车间机加车间钣金车间部装车间总装车间试飞站4.1 飞机结构的分解飞机装配：将大量的飞机零件，按一定的组合和顺序（按图纸、技术条件），逐步装成组合件、板件、段件和部件，最后将各部件对接成整架飞机的机体。毛坯板件组合件段件飞机部件试飞零件为什么飞机制造中有如此复杂

2、的装配过程呢？形状比较规则、刚性比较大的机加件，制造、装配中不易产生变形。毛坯零件产品装配钳工少量夹具机床设备一般机械制造中零件特点 按图纸保证尺寸和公差，产品的准确度主要取决于零件的制造准确度。飞机制造中零件特点 大多数零件形状复杂、刚性小的钣金件，制造、装配中易产生变形。制造、装配方法 零件的制造，都必须用体现零件尺寸和形状的专用工艺装备（模具、夹具）来制造，以保证其尺寸和形状的准确度。 产品的装配，必须用体现产品尺寸和形状的专用工艺装备（装配型架、夹具）进行装配，而且还需分解在不同工作场地、不同工艺装备上进行装配，以保证其尺寸和形状的准确度。毛坯零件产品专用工装专用工装零件毛坯板件组合件

3、段件飞机部件试飞飞机结构的分解（1）、为提高装配工作的机械化和自动化程度创造了条件。自动压铆机钻孔、划窝、送铆钉、铆接、铣平铆钉头（埋头铆钉）（2）、有利于提高连接质量（开敞性、机械代替手工）；（3）、改善劳动条件、缩短装配周期。工艺概念 为了生产（装配）的需要，满足工艺过程的要求将飞机结构进一步划分所形成的分离面。主要特点（）、一般采用不可拆卸的连接（铆接、胶接、焊接等）； （）、装配成部件后，工艺分离面消失。工艺分离面合理划分的优点：（）、增加了平行装配工作面，可缩短装配周期； （）、减少了复杂的部件或段件的装配型架数量； （）、改善了开敞性，提高装配质量。板件化的优点：、工艺分离面（）、

4、装配工艺装备较少，减少了工艺装备的制造费用（）、协调关系较简单，（）、生产准备周期较短 研制、试制生产阶段分散装配原则：集中装配原则：一个部件的装配工作在较多的工作地点和工艺装备上进行。特点（）、增加平行工作地、装配分散进行、扩大工作面、（）、结构开敞可达性好，改善劳动条件 （）、有利于机械化和自动化，提高劳动生产率，缩短 部件装配周期，提高装配质量。 成批生产阶段少数工作地点、少量工艺装备。特点3、工艺分离面划分的原则（装配原则）一、飞机装配准确度要求装配准确度 装配后飞机机体及部件的几何形状、尺寸等实际数值与设计所规定的理论数值的误差。对于不同类型的飞机和飞机上不同的部位，装配准确度的要求

5、不同。飞机的空气动力性能飞机的操纵性能部件间相对位置的准确度部件内部组合件和零件的位置准确度部件气动力外形准确度、部件气动力外形准确度（1）、外形要求（2）、外形波纹度（3）、表面平滑度要求2、部件内部组合件和零件的位置准确度3、部件间相对位置的准确度（1）、机翼、尾翼（水平）相对于机身位置的准确度（2）、各操纵面相对于固定翼面位置的准确度（3）、机身各段间相对位置的准确度二、制造准确度和协调准确度的基本概念产品的实际尺寸与图纸上所规定的名义尺寸相符合的程度。符合的程度越高，制造准确度越高，即制造误差越小。两个飞机零件、组合件或部件之间相配合部位的实际几何形状和尺寸相符合的程度。符合的程度越高

6、，协调准确度越高，即协调误差越小。制造准确度协调准确度(1)、工件与工件之间的协调(2)、工件与装配型架（夹具）之间的协调、飞机装配过程中（成批生产、分散装配）的协调内容：、飞机装配过程中的协调内容(2)、工件与装配型架（夹具）之间的协调(1)、工件与工件之间的协调成批生产、分散装配:互换同一种工件之间的一致性。安装时，不需切削、钻孔、铰孔、加垫、敲修等补充加工。互换同一种工件之间的一致性，控制制造误差。协调相配合工件之间的一致性，相互修配或控制制造误差。互换与协调的关系替换同一种工件之间的一致性。安装时，需切削、钻孔、铰孔、加垫、敲修等补充加工。互换一定协调，协调并不一定互换。、互换与协调工

7、艺补偿在装配时对留有余量（工艺上制定）的工件进行补充加工，改变某些尺寸，以保证协调的方法。包括： 修配、装配后精加工设计补偿在装配时利用结构补偿件（设计上给定）改变工件某些尺寸，以保证协调的方法。包括：间隙补偿、加垫补偿、可调补偿、搭接补偿。（1）、两个相配合工件的修配；（2）、多为手工操作，反复试装和修合，工作量大；（3）、相互修配后不具有互换性；（4）、成批生产应尽量少用。修配工艺补偿特点典型工艺过程试装 定位 确定余量线 修剪 检验 防腐试装 定位 确定余量 扩孔 铰孔 检验、加垫补偿设计补偿特点（1）、削弱了结构强度、增加了结构重量；（2）、一般需限制垫片的厚度和数量； （3）、一般用

8、于部件骨架与蒙皮之间，以保证部件气动力外形要求； （4）、增加了装配工作量； （5）、具有互换性。 在对合面处设计允许加垫片，以消除装配时积累的间隙误差。加垫补偿、可调补偿件设计补偿特点（1）、减少了装配工作量； （2）、工件结构复杂，重量稍有增加；（3）、具有互换性。在结构上使两零件或构件的相对位置可以调节，以补偿协调误差。可调补偿4.1.4装配基准一、设计基准与工艺基准 常用的两种装配基准的装配：二、以骨架为基准的装配三、以蒙皮外形为基准的装配一、设计基准与工艺基准确定结构之间相对位置的一些点、线、面。产品设计需要建立的基准。如：飞机水平基准线、对称轴线、翼弦平面、弦线、梁轴线、长桁轴线、

9、框轴线、肋轴线等。基准设计基准、设计基准设计基准的特点一般都不存在于结构表面上的点、线、面，在生产上往往无法直接利用。定位基准：用于确定结构件在设备或工艺装备上的相对位置。装配基准：用于确定结构件之间的相对位置。测量基准：用于测量结构件间装配位置尺寸的起始位置。、工艺基准工艺基准装配过程中需要建立的工艺基准。工艺基准分类（按功能分）（1）、骨架零件制造的外形误差；（2）、骨架的装配误差；（3）、蒙皮的厚度误差；（4）、装配后产生的变形。误差积累的特点“由内向外”外形误差包括提高外形准确度的措施1.加垫补偿;2.精加工补偿(梁架精加工).现代飞机:采用厚蒙皮或整体壁板结构,应提高结构件的加工准确

10、度.三、以蒙皮外形为基准的装配装配过程 装配成上下壁板骨架（含蒙皮）、施加外力、上下蒙皮紧贴卡板、上下壁板骨架连接（通过设计补偿）、形成外形。（1）、装配型架卡板的外形误差；（2）、蒙皮和卡板外形之间由于贴合不紧而产生的误差；（3）、装配后产生的变形。误差积累的特点“由外向内”外形误差包括4.1.5装配定位一、装配定位的要求和特点二、装配定位的方法、按工件定位、用划线定位、接触照相法定位、用装配孔定位、用装配夹具（型架）定位一、装配定位的要求和特点（）、保证定位符合图纸和技术条件所规定的准确度要求；（）、定位和固定要操作简单、可靠；（）、定位用的工装简单，制造费用低。装配定位的要求定位方法种类

11、1、按工件（基准件）定位2、用划线定位3、接触照相法定位4、用装配孔定位5、用装配夹具（型架）定位、按工件（基准件）定位按基准工件或先装工件的某些点、线、面来定位后装工件。特 点1.适用刚性较好的工件;2.定位准确度要求不高的工件;3.辅助的定位方法.如:以骨架为基准的装配按工件定位、用划线定位根据飞机图纸用通用量具划线定位。划线定位1.适用刚性较好的工件;2.定位准确度要求不高的工件;3.通用性大,辅助的定位方法;4.生产效率低,取决于操纵者技术水平.特 点特点1、定位准确度较划线定位高;2、省略了划线工序和工装定位; 需专用接触照相设备。适用范围低速飞机的肋、隔框等装配和与外形无关的零件定

12、位（主要为平板件）。结构模线角材零件缘条零件腹板零件 角材样板腹板样板缘条样板协调特点1、定位准确度取决于装配孔的协调制造方 法，协调环节较多，误差积累较大；2、不需专用夹具；适用范围内部骨架的零、组件装配，平板件，单曲度以及双曲度（曲度变化不大）外形板件。、用装配夹具（型架）定位限制工件在空间的六个自用度。六点定位原则飞机零件的特点定位作用校正零件形状限制装配变形“超六点定位”飞机产品装配定位特点机械产品装配定位特点提高劳动生产率定位作用校正零件形状作用限制装配变形作用保证零组件在空间的相对准确位置。检查或校正零组件的不协调部位（敲修、加垫）。保证零组件的重要接头的位置准确度接头定位器不打开

13、；保证外形准确度外形卡板不打开特点1、定位准确度高;2、能保证互换部件的协调；3、生产准备周期长。适用范围应用最广泛的定位方法。现代飞机制造的大连接技术机械连接(铆接、螺接)焊接胶接 （）、连接强度较稳定可靠； （）、容易检查和排除故障；（）、操作工艺易掌握；（）、使用工具机动灵活、简单、价廉；（）、适用于较复杂的结构的连接；（）、适用于各种不同材料之间的连接。（）、增加了结构重量；（）、降低了强度；（）、容易引起变形、蒙皮表面不够平滑；（）、（普通铆接）疲劳强度低；（）、（普通铆接）密封性能差；（）、（钻铆）劳动强度大、生产效率低、劳 动条件差。铆接的优点铆接的缺点铆接种类普通铆接密封铆接特

14、种铆接干涉铆接自密封铆钉铆接缝内密封缝外密封表面密封无头铆钉铆接单面铆接环槽铆钉铆接钛合金的铆接4.2.1普通铆接一、制孔（钻孔、冲孔）二、制埋头窝（锪窝、冲窝）三、制孔工具设备四、铆接普通铆接凸头铆钉铆接埋头铆钉铆接定孔位放铆钉铆接 制孔凸头铆钉铆接的基本工序定孔位 放铆钉制窝铆接制孔埋头铆钉铆接的基本工序便于放铆钉，钉杆较好地填满钉孔。（）、铆钉孔直径铆钉杆直径0.1-0.3mm。原因一、制孔（钻孔、冲孔）、对铆钉孔的要求（）、铆钉孔的粗糙度Re值不大于6.3。（）、铆钉孔不允许有棱角、破边和裂纹。（）、铆钉孔的圆度、垂直度应在铆钉孔直径极限偏差内。（）、铆钉孔不允许有毛刺。钻孔、冲孔、铰

15、孔的应用只适用于钻孔难于保证质量和钻孔效率很低的情况，如薄不锈钢零件上制孔。但对敏感性高的材料，如LC4不允许冲孔。飞机装配中很少采用（常有裂纹、毛刺等缺陷）。制铆钉孔的主要方法铰孔孔直径mm、夹层厚度15mm需铰孔直径5mm，常常需钻处孔、扩孔。冲孔钻孔铰孔铆钉孔的位置的要求：边距、排距（或行距）、孔距等。（允差一般正负1-2mm）（2）按导孔钻孔（3）按钻模钻孔（1）按划线钻孔确定铆钉孔位置的方法3、确定铆钉孔位置的方法准确率低、效率低，但简易可行，适用于新机试制。用通用量具划线钻孔按划线钻孔特点 （1）按划线钻孔效率较高、常用于批生产。按导孔钻孔特点 按铆钉位置，预先制出较小的孔。装配定

16、位后，按导孔钻出。（2）按导孔钻孔为了保证孔的位置准确（并保证孔的垂直度）、互换，而采用的方法。图按钻模钻孔利用带有铆钉孔的钻模作为导套来钻孔。特点（3）按钻模钻孔（1）、制埋头窝的方法冲窝锪窝 二、制埋头窝（锪窝、冲窝）热压窝冷压窝 四、铆接铆接使铆钉杆变形镦粗并形成镦头，从而起到连接工件的作用铆接种类(作用力性质)锤铆（冲击力）反铆法正铆法压铆（静压力） 利用铆枪的活塞撞击铆卡，铆卡撞击铆钉，在铆钉的另一端由顶铁顶住，使钉杆镦粗，形成镦头。3、锤铆（正铆、反铆）锤铆锤铆正铆法反铆法正铆反铆铆枪在铆钉头那面锤击,用顶铁顶住钉杆一端而形成镦头。顶铁顶住铆钉头,铆枪的撞击力直接打在钉杆上而形成镦

17、头。优点：铆接（埋头）表面质量好缺点：顶铁较重，劳动强度大，受结构通路限制。优点：顶铁重量轻、受结构通路限制较少。缺点：表面质量较差。正铆、反铆的比较正铆反铆优点：（）铆接质量稳定，表面质量好； （）劳动生产效率高； （）工件变形小； （）劳动条件好。缺点：受结构型式的限制、铆接设备费用高。优点：工具（铆枪、铆卡、顶铁）体积小、重量轻，使用机 动灵活。缺点：（）铆接质量不稳定（操作工人技术水平）； （）铆接变形大； （）劳动强度、条件大，噪音大，振动大； （）劳动效率低。正锤铆、压铆的比较锤铆压铆5、压铆机压铆机手提式压铆机固定式压铆机单个压铆机成组压铆机一、概述结构设计合理性的要求减轻重量、

18、整体油箱驾驶人员和乘客的适应环境要求座舱密封、增压座舱1、密封铆接的必要性2、密封铆接的部位整体油箱增压座舱水上飞机水密结构3、密封铆接结构设计的要求(以整体油箱为例)(1).首先必须保证整体油箱的密封性；(2).强度和刚度要求；(3).便于检查、维修、拆装和清洗。二、密封形式密封形式表面密封缝内密封紧固件自身密封缝外密封（）、自密封铆钉铆接（干涉铆接）利用连接件（铆钉、螺栓）自身的密封性能进行密封连接的密封方法。紧固件自身密封普通铆接的缺陷常用的四种密封铆钉镦埋头铆钉全冠头铆钉半全冠头铆钉BRILES铆钉接触面积小，作用力集中，有利钉杆的镦粗，起到自身密封（干涉）作用。特点预装配分解去毛刺清

19、洗典型工艺过程涂胶最后装配特点2工序繁琐，工作量是普通铆接的2-3倍。特点2密封胶有一定的活性期。涂胶工序劳动条件差，密封效果较好。胶膜是半固态，不粘手，劳动条件较好，密封效果也较好。涂密封胶的特点胶膜密封胶的特点（）、表面密封将稀释的密封胶涂在密封区表面（一般在缝内、缝外密封后）的密封方法，常作为辅助密封表面密封二、密封材料几个名词术语：活性期、施工期、硫化期（略）三、密封试验密封试验种类油密试验气密试验充压油密试验无压油密试验振动试验清洗试验水密试验擦洗、冲洗摇摆清洗淋雨试验浸水试验1、气密试验（1）、气密舱试验（2）、整体油箱气密试验抗压试验气密性试验充最大工作压力的1.3确1.5倍,保

20、压110分钟。按一定的压力和充压速度充气。按技术要求规定的压力充气。2、油密试验（整体油箱）气密试验无压油密试验充压油密试验注满煤油，检查渗油、漏油情况。放掉20%煤油，按一定的压力充气。目的检查油箱的气密性,以判断能否对油箱进行油密试验。目的目的检查油箱承受油压的油密封性。检查油箱在使用状态下的密封性。3、振动试验目的检查油陷振动对其密封性的影响。方法擦洗、冲洗、摇摆清洗。4、清洗试验5、水密试验水上飞机的密封舱船身部分进行水密试验，以检查其水密性程度。浸水试验机身初装后的浸水试验浸水试验目的飞行浸水试验淋雨试验目的水密性检查有水密要求的部位（如舱门、窗口、特设舱口盖等）的水密程度。4.2.

21、3无头铆钉铆接一、干涉配合铆接二、无头铆钉的铆接三、干涉配合对疲劳寿命的影响（略）四、影响干涉量的因素（略）一、干涉配合铆接干涉配合铆接铆接后铆钉杆与钉孔之间为紧配合。种类普通铆钉干涉配合铆接冠头铆钉干涉配合铆接无头铆钉干涉配合铆接2、无头铆钉铆接的特点（1）、铆接后沿铆钉杆全长可形成较均匀的干涉配合；（2）、适当干涉量的干涉配合，能够成倍地提高连接件的疲劳寿命；（3）、能够可靠地保证铆钉自身的密封性；（4）、有利于实现自动铆接。采用双角度窝的原因1、保证铆钉具有一定的连接强度，角度要尽量小，易于填满埋头窝，保证密封性能。2、可以减少压铆力，避免铆钉出现裂纹和工件变形。三、干涉配合对疲劳寿命的

22、影响 （简略） 由于在板件上孔的周围有较大的径向预压应力，在交变载荷作用下，使孔边缘处应力变化的幅度显著降低，推迟了疲劳裂纹的产生，从而提高了疲劳寿命。主要原因4.2.4特种铆接一、概述二、单面铆接三、环槽铆钉铆接四、钛合金的铆接五、其他铆接方法四、钛合金的铆接钛合金特点1、强度高、比重小、耐热性好。2、铆接工艺要求高；3、钛合金硬度高、塑性差，难于形成镦头，钉杆 膨胀量小，不易填满铆钉孔；4、经常产生裂纹；5、钛合金材料和加工费用高。1、钛合金零件的钻孔要求（1）钻头应锋利；（2）尽量使用短钻头；（3）钻孔时保持低转速、快进给；（4）钻孔时应注意冷却。2、钛合金铆钉的铆接钛合金材料的特点采用

23、热铆原因钛合金材料在一定温度范围内塑性很好，容易形成镦头。热铆的方法（1）热铆（在电阻点焊机上完成）（2）铆枪热铆一、概述1、提高劳动生产率；2、减轻劳动强度，改善劳动条件；3、显著提高铆接质量（尤其直径6mm）；4、铆接技术发展的必然趋势。自动铆接的优点方式1、钻孔+压铆（分别进行）2、全过程自动化（钻孔、放铆钉、压铆全过程）4.2.6螺栓连接一、概述二、提高螺栓连接疲劳寿命的方法三、高锁螺栓连接四、锥形螺栓连接一、概述1、可拆卸连接2、提高了结构中螺栓连接的疲劳寿命；3、提高劳动生产率；4、减轻劳动强度，改善劳动条件；标准螺栓特点分类高锁螺栓锥形螺栓应用范围 可拆卸部位的连接、重要承力结构

24、部位1、机身、机翼、尾翼等部件与部件之间各种接头的连接；2、各段件之间的连接；3、各活动面与固定面之间的连接；4、操纵系统各部分之间的连接；5、各种电缆、导管、仪表、设备和它们的支持件之间的连接；6、各种口盖、整流包皮和蒙皮之间的连接。二、提高螺栓连接疲劳寿命的方法螺栓连接接头的受力要求途径1、要经受或传递各种空气动力。操纵力，冲击力或加速度引起的力（剪力、拉力）2、疲劳性能的要求。1、提高螺栓和螺栓孔的精度和粗糙度；2、紧配合形成干涉配合;3、特殊螺栓（高锁螺栓、锥形螺栓）连接。1、采用干涉配合螺栓要 求1、螺栓须精加工2、螺栓孔须精加工3、螺栓与螺栓孔紧配合形成干涉配合。螺栓孔加工工艺过程

25、钻孔（H12、3.26.3）扩孔（H11、1.63.2）铰孔（H7H8H9、0.81.6）拉孔（ H7H8H9、0.81.6 ）2、孔的挤压光加工方法锥形芯棒挤压强化孔壁加套挤压强化孔壁作用通过挤压强化孔壁，使孔壁形成一层塑性硬化层和较大的预应力（改善疲劳性能）。可卸壁板装配可卸壁板型架机翼中段装配机翼中段 型架后梁装配后梁夹具前下壁板装配前下壁板型架后下壁板装配后下壁板装配前梁装配前梁夹具上壁板装配上壁板型架翼肋装配翼肋夹具前缘装配前缘型架后缘装配后缘型架机翼架内装配总装型架4.2.7组合件、板件装配一、构造和工艺特点1、组合件、板件的构造2、组合件、板件的工艺特点二、组合件、板件的装配过程

26、1、零件的定位及定位铆接2、钻孔、锪窝和铆接3、补充铆接及安装工作三、板件装配举例组合件、板件是独立的装配单元，是段件和部件的重要组成部分。组合件 平面形状类组合件（翼肋、隔框、大梁等） 曲面形状类组合件（翼尖、舱门、护板等）板件由蒙皮、长桁、隔框或翼肋的一部分所组成，有些包括对接接头或对接型材等。1、组合件、板件的构造2、组合件、板件的工艺特点工艺特点1、装配的开敞性（通路）好；2、组合件（平面形状类）、板件可采用自动化铆接；3、绝大多数的板件与部件的气动外形有关，外形要求较高（埋头铆钉），足够刚度，保证铆接后变形小；4、有些部位要求良好的密封性；5、有些部位带对接接头，准确度高。二、组合件、板件的装配过程装配的阶段1、零件的定位及定位铆接2、钻孔、锪窝和铆接3、补充铆接及安装工作2、钻孔、锪窝和铆接要求（试制时）尽量减少工装的品种和数量安排在型架上进行，不用专用的铆接托架装置。要求（成批时）尽量采用机械化和自动化。自动