飞机制造工艺基础1课件

飞机制造工艺基础

Fundamentalof

AircraftManufacturingTechnologiesSchoolofAerospaceEngineering,SYIAEFrederickLincoln飞机制造工艺基础

Fundamentalof

Aircr一.教材与参考书

1.程宝蕖，张麟，黄良，佘公藩.飞机制造工艺学.南京：南京航空学院.1984

2.范玉青.现代飞机制造技术.北京：北京航空航天大学出版社，2001

2.胡世光，陈鹤峥.板料冷压成形的工程解析.北京：北京航空航天大学出版社，2004

二、课程概况：

1.9W×4=36H；

2.学位课、考试课。一.教材与参考书

1.程宝蕖，张麟，黄良，佘公藩.飞机制造工第一章飞机制造工艺特点与

互换协调基本概念

§1.1飞机研制工作的一般过程第一章飞机制造工艺特点与

互换协调基本概念§1（1）概念性设计（ConceptualDesign）全面构思，形成飞机设计方案的基本概念，并草拟一个或几个能满足设计要求的初步设计方案。内容：-初步选定飞机的形式，进行气动外形布局(常规布局、鸭式布局、无尾布局、飞翼布局等);-初选飞机基本参数；-选定发动机、主要的机载设备；-初选主要部件的几何参数；-粗略绘制飞机三面草图；-初步考虑飞机的总体布置方案、性能估算与初步方案的修改；特点：概念性设计多限于纸面上，实验少、费用低。（1）概念性设计（ConceptualDesign）（2）初步设计（PreliminaryDesign）对草拟的飞机设计方案进行修改和补充，进一步明确和具体化，最终给出完整的飞机总体设计方案。内容：-修改、补充和完善飞机的几何外形设计，给出完整的三面图和理论外形；-全面安排与布置机载设备、系统和有效载荷；-初略布置飞机结构的承力系统和主要的承力构件；-重量计算、重心定位；-比较精确的气动力性能计算和操纵性、稳定性计算；-给出详细的飞机总体布置图；特点：一系列的（风洞）试验，有时需要全尺寸样机用来协调各系统与装载的布置，费用较高。（2）初步设计（PreliminaryDesign）飞机制造工艺基础1课件（3）详细设计（DetailDesign）飞机的结构设计，包括部件设计和零构件设计。内容：-要给出飞机各构件和系统的总图、装配图、零件图，以及详细的重量和强度计算报告。特点：工作量大，要做许多试验（静强度试验、动强度试验、寿命试验、各系统的地面台架试验等）。后续工作：原型机的试制、地面试验。如发现问题→对原型机修改→试飞→合格后，申请设计定型→型号合格证书，设计过程完成→批生产。（3）详细设计（DetailDesign）飞机制造工艺基础1课件§1.2飞机工艺的特点工艺过程？

是飞机生产过程的主体，是指直接改变所加工零件的尺寸形状或材料性能，把零件装配成组合件、部件和整机的过程。飞机制造工艺过程特点与飞机产品的使用要求、结构特点密切相关。一.飞机产品使用要求与结构特点：飞机-重于空气、靠自身动力维持空中飞行，空运人员、物资和作战。1.质量要求高：结构轻，不能有多余重量；2.飞机结构要绝对安全；§1.2飞机工艺的特点工艺过程？3.机体外形符合空气动力学要求，使升力、阻力比最大；4.结构尺寸大、外形复杂、精度高、零件数量多；如C-5A银河运输机，翼展68米、机身全长75米，因此决定了零件、组件和部件的尺寸也较大，波音747的一块整体壁板长达34米，一些零件在自重下都会引起变形。结构是由形状复杂、连接面多、刚度小的钣金件（非金属零件）组成的薄壳结构，加工和装配时易产生变形。

L-1011喷气式客机的蒙皮壁板，最大尺寸2.5×12米，成形误差要求小于0.3mm；一架飞机仅壳体的零件数量就在1.5～10万，还不包括几百万个螺钉、铆钉等。

3.机体外形符合空气动力学要求，使升力、阻力比最大；二.飞机工艺特点

1.要采用新的互换与协调方法：仅用一般机械制造业的公差配合制度，不能保证各零件、部件之间的相互协调与互换的要求，要有飞机工业一套特殊的互换与协调方法。2.生产准备工作量大：由于零件数量多、外形复杂，成形需要模具工装，装配需要大量夹具和型架，还要有大量的标准工装，因此使生产准备工作量很大。3.批量小，手工劳动量大：飞机型号、构造改动频繁，因此生产方法要具有机动性。4.零件加工方法多种多样，装配劳动量比重大。二.飞机工艺特点§1.3飞机制造中的互换与协调基本概念

飞机批量生产要求:

其结构零、组、部件具有一定的互换性和严格的协调性。

由于飞机结构零件数量多，型面复杂，尺寸大而刚度低，装配阶段容易变形等特点，除了对一般零、组、部件的几何尺寸和形位参数有互换性和协调性要求之外，还对部件气动力外形和相对位置、部件对接分离面有互换协调要求；对零、组、部件的结构强度、重量、重心位置等有互换性要求。经验证明，单纯靠采用公差配合制度和各种传统的通用量具很难保证上述飞机制造的互换协调要求。一.互换性基本概念

一般互换零（构、部）件的特性是：能与另外一个同样零（构、部）件互相代替，完成一样准确的特定任务。互换性是产品相互配合部分的结构属性，它指同名零、组、部件在几何尺寸、形位参数和物理、机械性能各方面都能相互取代而具有的一致性。§1.3飞机制造中的互换与协调基本概念分类按性质分类使用互换性生产互换性外部互换性内部互换性完全互换不完全互换（替换）按互换部位按互换级别二.互换性的分类按制造分工厂内互换厂际互换国际互换分类按性质分类使用互换性外部互换性完全互换按互换部位按互换级1.使用互换性：为了保证飞机的正常使用，对在使用中可能损坏的机体部件、组合件（如机翼、尾翼、活动面、各种舱门、口盖）或成品件（如发动机、特种设备、仪表、油箱等），要求具有不经挑选和补充加工就能更换，并在更换后不影响飞机使用性能的要求。互换的部件应具有相同（公差范围内）连接面尺寸和形状、相同的对接螺栓孔和管道孔的位置、一致的气动力特性、重量和重心位置，具有相同的技术特性。2.生产互换性：

为了保证生产的正常进行，对飞机的零件、装配件、段件和部件在装配或对接时，不经挑选或修配就能满足装配或对接要求而不影响产品装配质量的特性。要求具有生产互换性的范围比使用互换性的范围要广得多。1.使用互换性：3.外部互换性：整架飞机结构与其他成品（如发动机、座椅、仪表、

无线电设备等）之间的互换性。4.内部互换性：飞机结构本身部件、组件或零件（如机翼、副翼、

襟翼、检查口盖）的互换性。5.完全互换：一个零件、组件或部件能代替同一图号的另一个零件、

组件或部件。在装配或安装时，仅需用连接件而不需

要补加工即可满足所有物理、功能和结构的要求。6.不完全互换（替换性）：更换某些具有复杂配合形状的组合件或

部件，允许在现场进行修配或补充加工（钻孔、铰孔、

锉修、敲修）来达到使用要求。7.厂际互换：同一型号飞机由几个工厂生产，如零、部件之间可以互换，就称厂际互换。8.厂内互换：工厂内部生产的同类产品间具有互换性。3.外部互换性：整架飞机结构与其他成品（如发动机、座椅、仪表三.飞机制造中的互换要求1.气动力外形的互换要求－组合件和部件本身的气动力外形互换－组合件、部件与相邻件相对位置技术要求2.部件对接接头的互换要求－对接配合部位的协调要求－对接处间隙要求－对接处切面外形吻合性要求3.强度互换要求

零组部件的物理机械性能和加工尺寸应保持在一定误差范围之内，以保证产品的强度和使用要求。4.重量（包括重心）互换要求

组合件和部件的重量和重心应符合技术条件要求。

三.飞机制造中的互换要求1.气动力外形的互换要求四.飞机生产中的协调问题

协调与互换是两个不同的概念。互换：成批或大量生产中，同一产品中任取其一，其几何形状、物理机械性能在一定的误差范围内，并在装配过程中不需要任何修配和补加工（完全互换）就能完全满足设计所规定的要求。协调：指两个相互配合零件之间，或零件与工装之间的对应尺寸和形状的一致性。协调性指有协调关系（配合、对应关系等）的几何尺寸、形位参数都能兼容而具有的一致性。1.飞机制造准确度、协调准确度：制造准确度：实际工件与设计图纸上的理想几何尺寸和形状的近似程度；协调准确度：两个相配合的零件、组合件或部件之间配合的实际几何尺寸和形状的近似程度。四.飞机生产中的协调问题例：图1-2所示的机身前段和中段相接处：图纸规定为同一理想直径D；实际上分别制造时：前段：D1；中段：D2则（D1-D）和（D2-D）分别为机身前段、中段的制造误差。而（D1-D2）为机身两段之间的协调误差，协调误差的统计特征就说明了它们之间的协调准确度。飞机生产中，一般对协调准确度的要求比对制造准确度的要求更高。制造准确度只与零、部件本身的制造过程有关，而协调准确度取决于有关的两个相配合部分制造过程之间的相互联系。这种相互联系就是协调原理。例：图1-2所示的机身前段和中段相接处：2.协调原理(保证互换协调的尺寸传递原理)：从保证飞机产品几何准确度的角度看，产品的制造过程就是将产品图样上的理论尺寸以最小的误差传递到产品上去的过程。传统的飞机制造模式中，飞机零件大多为钣金件，不能用一般的机械加工方法来制造，而是利用大量的标准和专用的工艺装备来制造，这些工艺装备能以实物模拟量体现产品的尺寸和形状。在将这些零件装配成组合件和部件时，其装配准确度和互换性的保证方法也不能像一般机械产品那样靠零件的制造准确度本身来保证，而必须要以上述装配工艺装备来保证。在飞机制造中，将产品理论尺寸传递到工艺装备上去往往要经过很多传递环节和多次反复移形过程。在制订产品的装配和协调方案时，要注意选择合理的、能保证各类工艺装备协调的尺寸传递体系（协调路线）。2.协调原理(保证互换协调的尺寸传递原理)：工艺装备的协调路线是：根据所采用的尺寸传递体系说明，由产品图纸通过实物模拟量（模线、样板、标准工艺装备）或数字信息（产品几何数学模型），将机体上某一配合或对接部位中一个或一组协调的尺寸和形状，传递到有关工艺装备上去的传递环节、传递关系和传递流程图。3.保证协调准确度的基本方法无论是采用一般及其制造中的公差配合制度，还是采用模线样板方法作为飞机制造中保证互换性的方法，产品互换性的基础都是保证制造准确度与协调准确度。工艺装备的协调路线是：根据所采用的尺寸传递体系说明，

显然，要使两个相互配合的零件的同名尺寸相互协调，它们的尺寸传递过程之间就必然存在一定的联系。如图所示，零件A和零件B是要相互协调的。假定LA和LB是协调尺寸，则它们的形成经过了许多次尺寸传递，其中有的是两个尺寸公共的环节，有的尺寸是两个尺寸各自的环节，后者将产生两个尺寸的协调误差ΔAB。保证协调准确度的基本方法尺寸L的制造与协调路线图显然，要使两个相互配合的零件的同名尺寸相互协调，它们的尺联系因数K（表示两个零件在尺寸传递过程中的联系紧密程度）：式中：m-尺寸传递中公共环节的数量；n1、n2-零件A、B尺寸传递中各自环节的数量；若m＝1,两个零件在尺寸传递中只有一个公共环节，K最小，相当

于独立制造；随m增大,K值也增大，两个零件有关尺寸

相互联系愈加密切；若n1＝n2＝1,K值最大，相当于修配原则制造，协调性最佳。原则：要想提高协调准确度，除了努力提高零件制造准确度之外，减少制造环节或增加两个零件尺寸传递过程中的公共环节以缩短尺寸的协调过程都是非常必要的。联系因数K（表示两个零件在尺寸传递过程中的联系紧密程度）：式有三种不同的原则取得尺寸协调的过程：（a）协调过程称零件按独立制造的原则形成的协调过程；（b）按相互联系制造原则形成的协调过程；（c）按补偿原则制造所形成的协调过程。3.1按独立制造原则进行协调这种协调原则传递尺寸的过程如图所示。只有1个公共环节，以后各环节都是单独进行的。按独立制造原则进行协调的尺寸传递原理有三种不同的原则取得尺寸协调的过程：按独立制造原则进行协调的制造误差的方程式可以写成下列形式：

其中：△0—原始尺寸的误差；△i—零件A尺寸传递中的第i个环节的误差；△j—零件B尺寸传递中的第j个环节的误差；n1、n2—分别为零件A、B尺寸链的环节总数量。因此，A和B零件尺寸的协调误差可由下式确定：协调误差带公式为：制造误差的方程式可以写成下列形式：其中：△0—原始尺寸的误结论：对于相互配合的零件，按独立制造原则进行协调时，协调准确度实际上要低于各个零件本身的制造准确度。为保证两个零件具有比较高的协调准确度，就要求各个零件应具有更高的制造准确度。实例：蒙皮与口盖的协调

对口盖与蒙皮开口之间的间隙要求小而且均匀。但对口盖的直径尺寸偏差的要求却很低，不会对飞机气动性能有任何影响。结论：但按照独立制造原则分别制造口盖和蒙皮时，为了保证两个零件有比较高的协调准确度，要求每个样板及模具要有更高的制造准确度。

一般机械制造业等都普遍采用独立制造原则，零件之间的互换协调有公差与配合制度保证。优点是可平行作业、缩短周期。飞机上也非常期望采用这种原则，但事实上仅对些形状简单的零件使用。随着数控等高精度加工手段的普遍应用，采用独立制造原则也日益增多。但按照独立制造原则分别制造口盖和蒙皮时，为了3.2按相互联系原则进行协调当零件按相互联系制造原则进行协调时，零件之间的协调准确度只取决于各零件尺寸单独传递的那些环节，尺寸传递过程中的公共环节的准确度并不影响零件之间的协调准确度。由于飞机结构复杂、零件品种多、批量小，有大量的协调问题，在很多情况下，如采用独立制造原则，在技术上难度大、也无必要，而且经济性不好。所谓的相互联系制造原则就是对与装配协调有关的尺寸和几何形状以全尺寸的实物模拟量作为其原始协调依据，沿协调路线用一定的工艺装备一环扣一环地传递这些模拟量，最后体现在产品上。3.2按相互联系原则进行协调当零件按相互联系制造误差的方程式可写成下列形式：△k—m个公共环节中第k个环节的误差。A和B零件尺寸的协调误差可由下式确定：协调误差带公式为：制造误差的方程式可写成下列形式：△k—m个公共环节中第k个结论：

如果其它条件相同，采用独立制造和相互联系制造两种不同的协调原则时，即使零件制造准确度相同，但却得到不同的协调准确度。按相互联系制造原则能得到更高的协调准确度。而且在尺寸传递过程中公共环节越多，协调准确度也就越高。

结论：实例：口盖与蒙皮协调先按照图纸上的尺寸加工出口盖样板，并把它作为加工口盖和蒙皮的共同标准，即按样板加工口盖，再用样板在蒙皮上制孔，此时样板加工的准确度只影响零件的制造准确度，而不再影响零件之间的协调准确度。实例：口盖与蒙皮协调采用相互修配原则进行协调时，联系系数K最大。在一般情况下，这种协调原则比按相互联系制造原则能够达到更高的协调准确度。协调准确度仅决定于将A零件的尺寸传递给B零件时这一环节的准确度。3.3按相互修配原则进行协调制造误差的方程式可写成下列形式：△m+1—零件A尺寸传递给零件B的环节误差，A和B零件尺寸的协调误差可由下式确定：协调误差带公式为：采用相互修配原则进行协调时，联系系数K最大。在一般情口盖与蒙皮协调，见图所示。根据口盖的设计尺寸制造口盖样板，按样板加工冲模，由冲模制造口盖，然后按照实际的口盖零件加工蒙皮上的开口。可以保证较高的协调准确度，但相互修配的零件不可能互换。同时，修配劳动量达，装配周期长。只有在其它协调原则在技术上和经济上都不合理，而且不要求零件具有互换性时，才采用这种协调原则。一般在飞机成批生产中尽量少用，在飞机试制中应用较多。实例口盖与蒙皮协调，见图所示。实例4.工艺补偿和设计补偿：在工艺过程中根据实际情况采取的补偿措施，成为工艺补偿。如一块刚度很大的蒙皮与另一块刚度也很大的隔框装配时要用铆钉连接，如两者形状尺寸不一致而产生间隙时，有时允许加“垫”，以满足连接要求。如图1-6的工艺厚度补偿垫片。是由厚度0.05～0.1mm的金属箔用胶粘剂粘合成的，其中铝可剥垫片占95%，其余为不锈钢、铜。4.工艺补偿和设计补偿：4.工艺补偿和设计补偿：有时考虑保证互换协调的需要，在不影响设计使用要求的前提下，在结构设计上采取措施，保证两个相配零件中的一个可以在一定范围内调节相配尺寸，以满足协调要求，称之为设计补偿。如图1-7设计补偿实例。有的设计补偿是设计员必须考虑的，否则飞机就不能正常工作；而另一些是为了简化装配与安装工作而在适当的地方采用补偿件。4.工艺补偿和设计补偿：第三节飞机制造中应用的“模线-样板工作法”飞机机体外形是复杂曲面，不能用简单的尺寸标注方法来表示，各部件的连接都是用成组空间接头对接，准确度要求高、配合部位多、关系复杂，因此飞机制造过程中，需要用一些能准确体现飞机外形和对接结构连接关系的模型作为机体外形和对接关系的原始标准和协调依据，通过一定定的传递路线将机体外形和对接关系的几何信息传递到产品上去。

这些传递几何信息的原始依据，有用模拟量体现机体局部或整体理论论外形和对接关系的模线样板及实体模型（标准样件、标准量规、标准平板等），也有用数学方程来描述机体外形的数学模型。一、模线样板工作法的实质：依据：相互联系制造的原则原理：根据飞机图纸将部件、组合件的外形及结构按1：1的尺寸画出，叫做模线，是原始标准。然后根据模线制出代表工件真实形状的平面刚性量具，称为样板，是制造各种工艺装备及测量工件形状的量具。第三节飞机制造中应用的“模线-样板工作法”二、模线：分理论模线、构造（结构）模线、运动模线。1.理论模线：划在金属板上1：1的飞机理论图，内容有飞机部件的设计基准、部件各平面及切面的理论外形、部件的主要结构轴线（如大梁、翼肋、长桁等）。作用：协调部件平面及各切面的理论外形，并作为制造部件各切面基本样板的原始依据，以保证部件全套工艺装备沿各切面之间的协调。飞机外形是设计要求的气动力外形，内部结构的形状和尺寸都必须以理论外形为基础，因此要首先绘制理论模线，然后才能绘制结构模线，再根据结构模线制造生产样板，再按生产样板制造出各种零件加工和装配所用的工艺装备，最后制出飞机的各部件和整架飞机。可见：飞机制造环节很多，每个环节都会带来一定误差，必须严格控制。二、模线：分理论模线、构造（结构）模线、运动模线。在模拟量传递飞机几何信息的传统方法中，理论模线是飞机理论外形的原始依据。但进入以“数学模型”为原始依据的数字量传递方法之后，它就失去了原始依据的作用，而降为一种辅助的检测手段（称外形图）。理论模线绘制中的要求：（1）保证模线的基准线、主要结构的位置线和外形线相对理论数据的误差≤±0.1mm；（2）线条粗细0.1～0.2mm；（3）纵横切面同一尺寸的误差保持在0.1～0.2mm之内；（4）绝对避免重复绘制，对称的形状只划一半。理论模线一般按部件分别绘制。如图1-8为单曲面机翼的平面模线和综合切面模线示意图。特点：各翼肋在同一百分比弦长处的外形点连线为一条直线。在模拟量传递飞机几何信息的传统方法中，理论模线是飞机飞机制造工艺基础1课件根据基准翼剖面外形求中间翼剖面外形可以用计算法或几何作图法。见图1-9根据基准翼剖面外形求中间翼剖面外形可以用计算法或几何作图法。其中：机翼综合切面模线：将各翼肋的切面外形按照统一的弦线，重叠地绘制在模线底板上，目的是采用一个设计基准，避免分别画多次设计基准所引起的不一致。一般机翼长桁轴线在综合切面上为直线，所以将按统一基准绘制翼肋外形并重叠画在一起易于保证长桁轴线的一致性。机翼平面模线：一般绘制有翼肋轴线、大梁轴线、部件交点接头的中心线、平面投影的外形线等。对于双曲面部件（机身、发动机短舱等）一般用平切面法或二次曲线法绘制机身综合切面模线及机身平面模线。平切面法：以投影几何的原理和作图法为基础的一种飞机外形绘制方法。是用平行于三个相互垂直坐标面的一系列平面来切割部件得到的一系列外形曲线来表达飞机外形表面的，如图1-10

其中：图1-11为机身理论模线示意图。图1-11为机身理论模线示意图。主要包括水平及垂直切面纵向模线、长桁模线（C）以及必要的射线面纵向模线。长桁模线用来制造长桁样板，其它模线一般用来检查部件外形纵向的光顺性，见图1-12。若部件的外形曲面是光滑流线的，则其综合切面模线和平面模线也必然是光顺的。平切面法因为准确度低、协调工作量大，逐渐满足不了要求，人们力求用数学方法来描述飞机的复杂外形，如“二次曲线法”、“指数曲面法”、“三次样条法”、“曲面片法”等。主要包括水平及垂直切面纵向模线、长桁模线（C）以及必飞机制造工艺基础1课件2.构造模线：是飞机部件某个切面1：1的结构装配图。可以划在按理论模线加工出的带有部件某个切面真实外形的外形检验样板上（图1-13），也可以绘制在不需要加工出部件外形的检验图板上。2.构造模线：绘制内容：设计基准线、该切面上全部零件的位置及形状。作用：协调部件某个切面上全部零件的尺寸和形状，并作为制造该切面全部生产样板的原始依据，保证该切面全套工装之间的协调。全套工装的协调原理见图1-14。飞机部件的构造模线与结构图纸不同，是按1：1尺寸准确画出，上面不标注任何尺寸，并且零件形状的表达不取任何剖面图，而是通过各种符号来表示。如翼肋的弯边高度、圆角半径、减重孔、加强梗的形状等。绘制精度：一般±0.1mm。目前大多采用计算机绘制。绘制内容：设计基准线、该切面上全部零件的位置及形状。3.运动模线：是以1：1的尺寸绘制在模线台上的运动构件的在运动过程中的轨迹，它是为检验运动构件在运动过程中相互之间和与其他结构之间的协调性而绘制的模线。如起落架与起落架舱门、操纵系统等。三、样板：是零件和组合件的特种“图纸”，可作为无刻度量具和特种工具直接加工工件（如铣切样板、钻孔样板）。飞机零件数量繁多，采用模线样板工作法制造飞机时，样板总数对歼击机一般约3万块，重型机可达4-6万块。外形检验样板基本样板检验图板外形样板样板生产样板内形样板标准样板展开样板切面样板、钻孔样板、毛料样板、成组下料样板等

3.运动模线：外形检验样板：只能制造一套（红漆），保存在模线车间，作为制造和检验生产样板的依据，不直接给生产车间。检验图板：厚度2mm的低碳钢板制成，可以用画在透明胶板上的构造模线晒像复制。可直接用检验图板制造和检验生产样板。生产样板：是部件某个切面或某个零件形状和尺寸的刚性量具。在生产中用于制造和检验工装或用来制造和检验产品。图1-15为外形样板的示例：具有零件的外形，刻有各种标记，本身按基本样板制造和检验，又用于制造内形样板、展开样板，并用于检验零件。图1-16为平面带弯边零件所用的成套样板，包括：外形、内形、展开样板。外形检验样板：飞机制造工艺基础1课件图1-17为立体曲面外形零件所用的成套样板，包括：切面外形样板1、反切面外形样板2、切面内形样板3、反切面内形样板4，5为模胎。图1-17为立体曲面外形零件所用的成套样板，包括：切面外形样图1-18为切割钻孔样板，用于对立体曲面零件成形后修边、钻孔，一般按经过装配鉴定合格后的零件实样制造。图1-18为切割钻孔样板，用于对立体曲面零件成形后修边、钻孔图1-19为组合样板，它将立体曲面零件的一组切面样板按各切面的相对位置用样板骨架组合成一个整体。图1-19为组合样板，它将立体曲面零件的一组切面样板按各切面标准样板：又称检验样板，主要用于检验使用中的生产样板，或者当生产样板损坏后的复制。标准样板和相应的生产样板是完全一样的，而且是同时加工出来的，只是标准样板喷黄漆，不能直接交给生产车间使用。样板一般用1.5～2.0mm的20#钢板（矫平）制成，外形的构成见图1-20。（a）为开斜角零件（b）为闭斜角零件。标准样板：又称检验样板，主要用于检验使用中的生产样板，或者当钣料、型材、管材成形零件第二章飞机钣金零件制造工艺第一节概述

机械加工零件飞机上的金属零件钣金零件：轻型飞机上～2万件，重型飞机上～6万件以上。因此，钣金零件的制造在飞机上占有相当重要的地位。飞机上用的钣料材质：铝合金、钛合金、铝锂合金、镁合金、不锈钢等。蒙皮零件（单曲度、双曲度、复杂形状）图2-1按结构形式分骨架零件（平板、弯曲件、双曲度、型材、管材）图2-2内装零件（油箱、导管、座椅、系统及设施）第二章飞机钣金零件制造工艺飞机制造工艺基础1课件飞机制造工艺基础1课件飞机制造工艺基础1课件飞机制造工艺基础1课件飞机制造工艺基础1课件飞机制造工艺基础1课件飞机制造工艺基础1课件飞机制造工艺基础1课件飞机制造工艺基础1课件形状尺寸准确度飞机零件必须满足的几方面要求强度、刚度光洁度、表面保护钣金零件成形的理论基础：利用金属材料的塑性进行加工。塑性：在外力作用下，金属材料发生永久变形的特性。在高温（温度超过再结晶温度）下都具有较好塑性（热塑性）一般金属室温下也有大小不等的塑性-冷塑性冷压成形：就是利用金属材料的冷塑性来制造零件的。是飞机生产中制造钣材、型材和管材零件的主要方法。对镁合金及钛合金，由于室温下塑性较差，有时也采用温热成形方法。规律：一般是温度升高，金属软化，有利于成形加工。但也必须考虑到加温对材料的不利影响：如晶间腐蚀、氢脆、氧化、脱碳等，避免盲目性。

第二节平板零件和毛料的制造-剪切、铣切及冲裁一、典型零件平板零件在飞机结构中所占比重并不大，但多数钣金零件都是用平板料经过成形加工而成，下料以及材料的利用率对飞机制造工艺也是非常重要的。飞机平板零件或毛料按其外形轮廓可分为三类，见图2-3。第二节平板零件和毛料的制造-剪切、铣切及冲二、平板零件和毛料的制造方法之一-剪裁剪切是最简单、最经济的下料方法，所以在可能的情况下尽量将钣金件设计成能用剪切下料的方法进行加工。龙门剪床（平口、斜口）闸刀剪床剪裁设备滚剪床振动剪床龙门剪见图2-41-床身；3-下剪刃；5-上剪刃；6-后挡板；8-液压压紧器；11-前挡板；龙门剪是利用上下剪刃作为刀具，将板料裁成条料、直线外形组成的简单零件或毛料。液压压紧器的作用？剪裁过程见图2-5，对厚料剪裁边沿应允许有斜度及较为合理的公差。二、平板零件和毛料的制造方法之一-剪裁飞机制造工艺基础1课件飞机制造长龙门剪床：最大宽度：7米；可裁剪板料厚度：0.2～20mm；经济准确度：±0.5mm。上剪刃有时做成1.5°～3°的斜角，以减小剪裁力。上下剪刃的间隙对下料断面质量、尺寸精度、裁剪力都有影响，所以要合理选择、精细调整。斜刃剪床下料时剪裁力可按公式计算：其中：F：板料的受剪面积；：材料的剪切强度，对大多数材料

δ：材料厚度

ψ：剪刃的斜角1.3为修正系数，考虑到剪刃钝化、间隙变化、材料厚度变化等因素。飞机制造长龙门剪床：2.滚剪：剪切原理和过程与龙门剪相似，按滚刃位置不同分为圆滚剪和斜滚剪。见图2-7。剪裁时板料在滚轮摩擦力带动下，可手工操纵让其沿刃口自由旋转，能实现曲线轮廓的毛料或零件剪切，但精度较低。2.滚剪：3.振动剪（短步剪）工作原理见图2-7A。下刀片15固定在刀杆16上，由螺杆19调节其上下位置以改变上下刀片的重叠量，调节刀杆16的旋入量可以改变上下刀片的工作间隙。电机3转动，通过连轴器4带动轴6转动，偏心套8上下周期性地往复运动，通过连杆11驱动上刀片14作上下直线振动，往复频率约为1500～3000次/分。振动剪适合剪裁曲线轮廓的毛料或平板零件，但裁剪的边缘粗糙、精度低，裁剪的速度也比滚剪要低。（手提式振动剪：气动、电动）图2-7A振动剪原理图3.振动剪（短步剪）图2-7A振动剪原理图三、平板零件和毛料的制造方法之二-铣裁是用金属切削的方法来分离板材制成平板零件或毛料的。它适合曲线轮廓工件或毛料的裁剪。固定轴式铣床钣金铣床动轴式铣床自动靠模铣数控钣金下料铣图2-8为动轴式回臂铣钻床。3-高速钻铣头4-木质工作台面5-待铣成叠铝板料6-靠模环7-铣刀8-靠模样板三、平板零件和毛料的制造方法之二-铣裁对大中型曲线外形或带有内凹形状的零件或毛料，当加工精度要求较高时，通常用铣切加工。批量大时成本高于冲切，批量小时则相反。图2-9为易于铣切的平板零件典型尺寸。对内外圆角尺寸有一定限制。对大中型曲线外形或带有内凹形状的零件或毛料，当加工精在铣钻床上可以一次几十件成组下料，但手工操作强度较大。近年来，又普遍采用数控钣金下料铣床和数控激光切割机（见图2-10和图片1、2、3）。在铣钻床上可以一次几十件成组下料，但手工操作强度较大。近年来激光切割机1激光切割机1激光切割机2激光切割机2自动上料装置3自动上料装置3

激光切割是利用高功率密度的激光束扫描过材料表面，在极短时间内将材料加热到几千至上万摄氏度，使材料熔化或气化，再用高压气体将熔化或气化物质从切缝中吹走，达到切割材料的目的。特点：1.切割缝细：激光切割的割缝一般在0.10～0.20mm。2.切割面光滑：激光切割的切割面无毛刺，表面粗糙度一般控制在Ra：12.5以上。3.速度快：激光切割的速度与线切割的速度相比要快很多。4.热变形小：激光加工的激光割缝细、速度快、能量集中，因此传到被切割材料上的热量小，引起材料的变形也非常小。5.激光切割不会与材料表面相接触，保证产品不划伤。激光切割是利用高功率密度的激光束扫描过材料表面，在6.适合大件产品的加工：大件产品的模具制造费用很高，激光加工不需任何模具制造，而且激光加工完全避免材料冲剪时形成的塌边，可以大幅度地降低企业的生产成本提高产品的档次。7.非常适合新产品的开发：一旦产品图纸形成后，马上可以进行激光加工，你可以在最短的时间内得到新产品的实物。8．节省材料：激光加工采用电脑编程，可以把不同形状的产品进行材料的套裁，最大限度地提高材料的利用率。9．适合激光加工的材料：激光可对金属或非金属板材，如钢板、不锈钢、铝合金板、硬质合金、钛合金等进行加工。6.适合大件产品的加工：大件产品的模具制造费用很高，激光加工在钣金和五金行业，激光切割打孔机可部分代替冲床和线切割，在工艺美术和装饰行业，激光切割机可用于制作美术字，徽标等，在电子行业激光切割打孔机可用于切割陶瓷片和硅片等，在包装行业可用于切割模板。激光切割打孔是利用高能激光束照射在工件表面,使被照射区域局部熔化、气化、从而达到切割工件的目的。因激光是经专用光学系统聚焦后成为一个非常小的光点，能量密度高，因而对一些硬度比较高的材料如硬质合金、陶瓷、金刚石等切割出来有较好的效果。如按常规机械加工方法，这是很难以实现的任务。又因其加工是非接触式的，对工件本身无机械冲压力，工件易变形。热影响极小，从而对精密配件的加工更具优势。激光束的能量和轨迹易于实现精密控制，因而可完成精密复杂的加工。在钣金和五金行业，激光切割打孔机可部分代替冲床和线四、平板零件或毛料制造方法之三——冲裁应用广泛，小：钟表齿轮，大：汽车大梁。常用设备见图2-11，（a）偏心冲床；（b）曲柄冲床。四、平板零件或毛料制造方法之三——冲裁冲裁工具：冲裁模具，用封闭刀刃对板料进行剪裁。过程：弹性变形－塑性变形－出现裂纹－裂纹扩展－零件与毛料分离。冲裁工具：冲裁模具，用封闭刀刃对板料进行剪裁。冲裁间隙：是断面质量、尺寸精度、冲裁力大小和模具工作寿命的重要影响因素。见图2-13实际模具设计中，必须合理设置凸凹模间隙。冲裁间隙：是断面质量、尺寸精度、冲裁力大小和模具工作寿命简单模（图2-14）冲裁模连续模（图2-15）复合模（图2-16）简单模（图2-14）1.落料凸模2.冲孔凸模3.定料销4.落料凹模镶块5.冲孔凹模镶块1.落料凸模2.冲孔凸模3.定料销4.落料凹模镶1.上模板2.凹模固定板3.落料凹模4.打件板5.冲孔凸模6.顶料板7.凸凹模8.凸凹模固定板9.下模板10.垫板1.上模板2.凹模固定板3.落料凹模4.打件在零件设计以及冲裁过程中都要注意节省材料，排样要合理（图2-17）在零件设计以及冲裁过程中都要注意节省材料，排样要合理冲裁的优点：生产率高、制件尺寸精度高、材料利用率高。缺点：模具制造工艺复杂，生产准备周期长、成本高。所以对批量小的平板毛料下料经常采用简易模具降低模具成本、缩短制造周期。如图2-18的通用模架用板模、图2-20的钢带冲模、图2-21的夹板模等。冲裁的优点：生产率高、制件尺寸精度高、材料利用率高。飞机制造工艺基础1课件五、数控高压水射流切割五、数控高压水射流切割

激光、火焰切割（等离子切割）、电火花加工、线切割、水切割等各种切割手段各有优势，又都存在一定局限性。但只有水切割属于冷态切割，直接利用加磨料水射流的动能对金属进行切削而达到切割目的，切割过程无化学变化，具有对切割材质理化性能无影响，无热变形，切缝窄，精度高，切面光洁，清洁无污染等优点，可加工传统加工及其它加工方法无法或难于加工的材料，如玻璃、陶瓷、复合材料、反光材料、化纤、热敏感材料。以激光切割为例进行比较，激光虽然在切割速度方面要远远优于水切割，但一般而言激光无法切割大于16mm的金属板，而且激光切割材料的周边仍有一定的热影响区，水刀切割金属材料厚度一般可达50mm以上，并且对材料无任何影响。由于“水刀”的数控平台采用滚珠丝杆和滚动直线导轨的精密传动技术，控制精度都在±0.02mm以内，同时加砂水射流的喷嘴和切割头的聚焦性能及长寿命的喷嘴材料的技术突破，配合了400Mpa大功率超高压系统的连续平稳工作，全自动供砂和控砂及高压水启、停控制系统配合，使得“水刀”能24小时连续切割和自动加工。激光、火焰切割（等离子切割）、电火花第三节飞机型材零件的制造-压弯、拉弯和滚弯----a一、概述钣弯型材零件：桁条、大梁、框、肋的缘条等骨架零件型材零件图2-22（b）挤压型材零件：桁条等，压下陷、折斜角、制孔、拉弯、滚弯等第三节飞机型材零件的制造-压弯、拉弯和滚弯----a弯曲成形实际上还包括有板料的压弯和拉弯等。飞机制造中的弯曲成形方法：指将板料、条料、型材或管材的一部分进行塑性变形而使其成形为一定角度或弧度的一类方法。二、压弯：压弯通常用于制造钣弯型材，成形原理与小型板料弯曲零件相同，一般小弯曲件都用专用的模具在冲床上压制，而对细长型的钣弯型材，通常是在通用的闸压床上进行，它实际上是一种台面狭长的双曲柄冲床或液压机，见图2-23。最长台面9米，压力1800吨。弯曲成形实际上还包括有板料的压弯和拉弯等。飞机制造中的弯曲成图2-24（a）为使用通用弯曲凹模时毛料在闸压床上的定位；图2-24（b）为闸压某些特殊截面型材时所用的可换式凸模。图2-24（a）为使用通用弯曲凹模时毛料在闸压床上的定位；1.弯曲成形原理及最小弯曲半径的确定：板料弯曲过程中，内边压缩、外侧拉伸，在拉伸与压缩之间存在一个中性层，其长度无变化，应变分布离中性层越远越大，板料边缘处达到最大值。其值随着板料厚度的增加以及弯曲半径的减小而增加，所以一般用相对弯曲半径（R/t）来表示变形程度的大小。（R/t）减小→弯曲变形程度增加；（R/t）增大→弯曲变形程度减小；图2-25为板料弯曲应力应变状态图，（a）为窄板弯曲（b）为宽板（b>3t）弯曲。对某种确定的板料，有其确定的最小相对弯曲半径（R/t）min，当相对弯曲半径比最小值小时，即（R/t）≤（R/t）min时，板料将出现裂纹。1.弯曲成形原理及最小弯曲半径的确定：外区内区宽向2长向（周）1厚向（径）3拉+压-窄板宽板外区内区宽向2长向（周）1厚向（径）3拉+压-窄板宽板常见材料的最小相对弯曲半径可参见表2-1常见材料的最小相对弯曲半径可参见表2-1由表可见，（R/t）min除了与材料的机械性质有关，同时还与材料的供应状态、纤维方向有关。见图2-26（a）相对弯曲半径过小，产生裂纹；（b）合理排样方式（弯曲线与轧制方向垂直）；（c）弯曲线与轧制方向平行时，必须加大弯曲半径；（d）合理排样。由表可见，（R/t）min除了与材料的机械性质有关，同时还2.弯曲回弹问题板料的弯曲变形过程中不但有塑性变形，同时必然存在部分弹性变形。当卸载后，弯曲件必然会出现角度、弯曲半径上的弹性恢复，即回弹。见图-27应力中性层偏移刚塑性弯曲2.弯曲回弹问题应力中性层偏移刚塑性弯曲回弹量的大小直接影响到弯曲件的成形准确度，确定回弹量可以用计算法，但在工程中一般按实验数据来选用，对模具进行“矫枉过正”的方法进行补偿，经过试冲后再对模具进行修正。实验得出的各种材料不同弯角情况下回弹量与相对弯曲半径之间的关系见图2-28。回弹量的大小直接影响到弯曲件的成形准确度，确定回弹量可以用计可见规律：（1）弯角α越大，回弹量越大；（2）弯曲半径R越大，回弹量越大；可见规律：3.减小回弹的措施（1）工件设计上，改进结构可减小回弹见图所示3.减小回弹的措施飞机制造工艺基础

Fundamentalof

AircraftManufacturingTechnologiesSchoolofAerospaceEngineering,SYIAEFrederickLincoln飞机制造工艺基础

Fundamentalof

Aircr一.教材与参考书

1.程宝蕖，张麟，黄良，佘公藩.飞机制造工艺学.南京：南京航空学院.1984

2.范玉青.现代飞机制造技术.北京：北京航空航天大学出版社，2001

2.胡世光，陈鹤峥.板料冷压成形的工程解析.北京：北京航空航天大学出版社，2004

二、课程概况：

1.9W×4=36H；

2.学位课、考试课。一.教材与参考书

1.程宝蕖，张麟，黄良，佘公藩.飞机制造工第一章飞机制造工艺特点与

互换协调基本概念

§1.1飞机研制工作的一般过程第一章飞机制造工艺特点与

互换协调基本概念§1（1）概念性设计（ConceptualDesign）全面构思，形成飞机设计方案的基本概念，并草拟一个或几个能满足设计要求的初步设计方案。内容：-初步选定飞机的形式，进行气动外形布局(常规布局、鸭式布局、无尾布局、飞翼布局等);-初选飞机基本参数；-选定发动机、主要的机载设备；-初选主要部件的几何参数；-粗略绘制飞机三面草图；-初步考虑飞机的总体布置方案、性能估算与初步方案的修改；特点：概念性设计多限于纸面上，实验少、费用低。（1）概念性设计（ConceptualDesign）（2）初步设计（PreliminaryDesign）对草拟的飞机设计方案进行修改和补充，进一步明确和具体化，最终给出完整的飞机总体设计方案。内容：-修改、补充和完善飞机的几何外形设计，给出完整的三面图和理论外形；-全面安排与布置机载设备、系统和有效载荷；-初略布置飞机结构的承力系统和主要的承力构件；-重量计算、重心定位；-比较精确的气动力性能计算和操纵性、稳定性计算；-给出详细的飞机总体布置图；特点：一系列的（风洞）试验，有时需要全尺寸样机用来协调各系统与装载的布置，费用较高。（2）初步设计（PreliminaryDesign）飞机制造工艺基础1课件（3）详细设计（DetailDesign）飞机的结构设计，包括部件设计和零构件设计。内容：-要给出飞机各构件和系统的总图、装配图、零件图，以及详细的重量和强度计算报告。特点：工作量大，要做许多试验（静强度试验、动强度试验、寿命试验、各系统的地面台架试验等）。后续工作：原型机的试制、地面试验。如发现问题→对原型机修改→试飞→合格后，申请设计定型→型号合格证书，设计过程完成→批生产。（3）详细设计（DetailDesign）飞机制造工艺基础1课件§1.2飞机工艺的特点工艺过程？

是飞机生产过程的主体，是指直接改变所加工零件的尺寸形状或材料性能，把零件装配成组合件、部件和整机的过程。飞机制造工艺过程特点与飞机产品的使用要求、结构特点密切相关。一.飞机产品使用要求与结构特点：飞机-重于空气、靠自身动力维持空中飞行，空运人员、物资和作战。1.质量要求高：结构轻，不能有多余重量；2.飞机结构要绝对安全；§1.2飞机工艺的特点工艺过程？3.机体外形符合空气动力学要求，使升力、阻力比最大；4.结构尺寸大、外形复杂、精度高、零件数量多；如C-5A银河运输机，翼展68米、机身全长75米，因此决定了零件、组件和部件的尺寸也较大，波音747的一块整体壁板长达34米，一些零件在自重下都会引起变形。结构是由形状复杂、连接面多、刚度小的钣金件（非金属零件）组成的薄壳结构，加工和装配时易产生变形。

L-1011喷气式客机的蒙皮壁板，最大尺寸2.5×12米，成形误差要求小于0.3mm；一架飞机仅壳体的零件数量就在1.5～10万，还不包括几百万个螺钉、铆钉等。

3.机体外形符合空气动力学要求，使升力、阻力比最大；二.飞机工艺特点

1.要采用新的互换与协调方法：仅用一般机械制造业的公差配合制度，不能保证各零件、部件之间的相互协调与互换的要求，要有飞机工业一套特殊的互换与协调方法。2.生产准备工作量大：由于零件数量多、外形复杂，成形需要模具工装，装配需要大量夹具和型架，还要有大量的标准工装，因此使生产准备工作量很大。3.批量小，手工劳动量大：飞机型号、构造改动频繁，因此生产方法要具有机动性。4.零件加工方法多种多样，装配劳动量比重大。二.飞机工艺特点§1.3飞机制造中的互换与协调基本概念

飞机批量生产要求:

其结构零、组、部件具有一定的互换性和严格的协调性。

由于飞机结构零件数量多，型面复杂，尺寸大而刚度低，装配阶段容易变形等特点，除了对一般零、组、部件的几何尺寸和形位参数有互换性和协调性要求之外，还对部件气动力外形和相对位置、部件对接分离面有互换协调要求；对零、组、部件的结构强度、重量、重心位置等有互换性要求。经验证明，单纯靠采用公差配合制度和各种传统的通用量具很难保证上述飞机制造的互换协调要求。一.互换性基本概念

一般互换零（构、部）件的特性是：能与另外一个同样零（构、部）件互相代替，完成一样准确的特定任务。互换性是产品相互配合部分的结构属性，它指同名零、组、部件在几何尺寸、形位参数和物理、机械性能各方面都能相互取代而具有的一致性。§1.3飞机制造中的互换与协调基本概念分类按性质分类使用互换性生产互换性外部互换性内部互换性完全互换不完全互换（替换）按互换部位按互换级别二.互换性的分类按制造分工厂内互换厂际互换国际互换分类按性质分类使用互换性外部互换性完全互换按互换部位按互换级1.使用互换性：为了保证飞机的正常使用，对在使用中可能损坏的机体部件、组合件（如机翼、尾翼、活动面、各种舱门、口盖）或成品件（如发动机、特种设备、仪表、油箱等），要求具有不经挑选和补充加工就能更换，并在更换后不影响飞机使用性能的要求。互换的部件应具有相同（公差范围内）连接面尺寸和形状、相同的对接螺栓孔和管道孔的位置、一致的气动力特性、重量和重心位置，具有相同的技术特性。2.生产互换性：

为了保证生产的正常进行，对飞机的零件、装配件、段件和部件在装配或对接时，不经挑选或修配就能满足装配或对接要求而不影响产品装配质量的特性。要求具有生产互换性的范围比使用互换性的范围要广得多。1.使用互换性：3.外部互换性：整架飞机结构与其他成品（如发动机、座椅、仪表、

无线电设备等）之间的互换性。4.内部互换性：飞机结构本身部件、组件或零件（如机翼、副翼、

襟翼、检查口盖）的互换性。5.完全互换：一个零件、组件或部件能代替同一图号的另一个零件、

组件或部件。在装配或安装时，仅需用连接件而不需

要补加工即可满足所有物理、功能和结构的要求。6.不完全互换（替换性）：更换某些具有复杂配合形状的组合件或

部件，允许在现场进行修配或补充加工（钻孔、铰孔、

锉修、敲修）来达到使用要求。7.厂际互换：同一型号飞机由几个工厂生产，如零、部件之间可以互换，就称厂际互换。8.厂内互换：工厂内部生产的同类产品间具有互换性。3.外部互换性：整架飞机结构与其他成品（如发动机、座椅、仪表三.飞机制造中的互换要求1.气动力外形的互换要求－组合件和部件本身的气动力外形互换－组合件、部件与相邻件相对位置技术要求2.部件对接接头的互换要求－对接配合部位的协调要求－对接处间隙要求－对接处切面外形吻合性要求3.强度互换要求

零组部件的物理机械性能和加工尺寸应保持在一定误差范围之内，以保证产品的强度和使用要求。4.重量（包括重心）互换要求

组合件和部件的重量和重心应符合技术条件要求。

三.飞机制造中的互换要求1.气动力外形的互换要求四.飞机生产中的协调问题

协调与互换是两个不同的概念。互换：成批或大量生产中，同一产品中任取其一，其几何形状、物理机械性能在一定的误差范围内，并在装配过程中不需要任何修配和补加工（完全互换）就能完全满足设计所规定的要求。协调：指两个相互配合零件之间，或零件与工装之间的对应尺寸和形状的一致性。协调性指有协调关系（配合、对应关系等）的几何尺寸、形位参数都能兼容而具有的一致性。1.飞机制造准确度、协调准确度：制造准确度：实际工件与设计图纸上的理想几何尺寸和形状的近似程度；协调准确度：两个相配合的零件、组合件或部件之间配合的实际几何尺寸和形状的近似程度。四.飞机生产中的协调问题例：图1-2所示的机身前段和中段相接处：图纸规定为同一理想直径D；实际上分别制造时：前段：D1；中段：D2则（D1-D）和（D2-D）分别为机身前段、中段的制造误差。而（D1-D2）为机身两段之间的协调误差，协调误差的统计特征就说明了它们之间的协调准确度。飞机生产中，一般对协调准确度的要求比对制造准确度的要求更高。制造准确度只与零、部件本身的制造过程有关，而协调准确度取决于有关的两个相配合部分制造过程之间的相互联系。这种相互联系就是协调原理。例：图1-2所示的机身前段和中段相接处：2.协调原理(保证互换协调的尺寸传递原理)：从保证飞机产品几何准确度的角度看，产品的制造过程就是将产品图样上的理论尺寸以最小的误差传递到产品上去的过程。传统的飞机制造模式中，飞机零件大多为钣金件，不能用一般的机械加工方法来制造，而是利用大量的标准和专用的工艺装备来制造，这些工艺装备能以实物模拟量体现产品的尺寸和形状。在将这些零件装配成组合件和部件时，其装配准确度和互换性的保证方法也不能像一般机械产品那样靠零件的制造准确度本身来保证，而必须要以上述装配工艺装备来保证。在飞机制造中，将产品理论尺寸传递到工艺装备上去往往要经过很多传递环节和多次反复移形过程。在制订产品的装配和协调方案时，要注意选择合理的、能保证各类工艺装备协调的尺寸传递体系（协调路线）。2.协调原理(保证互换协调的尺寸传递原理)：工艺装备的协调路线是：根据所采用的尺寸传递体系说明，由产品图纸通过实物模拟量（模线、样板、标准工艺装备）或数字信息（产品几何数学模型），将机体上某一配合或对接部位中一个或一组协调的尺寸和形状，传递到有关工艺装备上去的传递环节、传递关系和传递流程图。3.保证协调准确度的基本方法无论是采用一般及其制造中的公差配合制度，还是采用模线样板方法作为飞机制造中保证互换性的方法，产品互换性的基础都是保证制造准确度与协调准确度。工艺装备的协调路线是：根据所采用的尺寸传递体系说明，

显然，要使两个相互配合的零件的同名尺寸相互协调，它们的尺寸传递过程之间就必然存在一定的联系。如图所示，零件A和零件B是要相互协调的。假定LA和LB是协调尺寸，则它们的形成经过了许多次尺寸传递，其中有的是两个尺寸公共的环节，有的尺寸是两个尺寸各自的环节，后者将产生两个尺寸的协调误差ΔAB。保证协调准确度的基本方法尺寸L的制造与协调路线图显然，要使两个相互配合的零件的同名尺寸相互协调，它们的尺联系因数K（表示两个零件在尺寸传递过程中的联系紧密程度）：式中：m-尺寸传递中公共环节的数量；n1、n2-零件A、B尺寸传递中各自环节的数量；若m＝1,两个零件在尺寸传递中只有一个公共环节，K最小，相当

于独立制造；随m增大,K值也增大，两个零件有关尺寸

相互联系愈加密切；若n1＝n2＝1,K值最大，相当于修配原则制造，协调性最佳。原则：要想提高协调准确度，除了努力提高零件制造准确度之外，减少制造环节或增加两个零件尺寸传递过程中的公共环节以缩短尺寸的协调过程都是非常必要的。联系因数K（表示两个零件在尺寸传递过程中的联系紧密程度）：式有三种不同的原则取得尺寸协调的过程：（a）协调过程称零件按独立制造的原则形成的协调过程；（b）按相互联系制造原则形成的协调过程；（c）按补偿原则制造所形成的协调过程。3.1按独立制造原则进行协调这种协调原则传递尺寸的过程如图所示。只有1个公共环节，以后各环节都是单独进行的。按独立制造原则进行协调的尺寸传递原理有三种不同的原则取得尺寸协调的过程：按独立制造原则进行协调的制造误差的方程式可以写成下列形式：

其中：△0—原始尺寸的误差；△i—零件A尺寸传递中的第i个环节的误差；△j—零件B尺寸传递中的第j个环节的误差；n1、n2—分别为零件A、B尺寸链的环节总数量。因此，A和B零件尺寸的协调误差可由下式确定：协调误差带公式为：制造误差的方程式可以写成下列形式：其中：△0—原始尺寸的误结论：对于相互配合的零件，按独立制造原则进行协调时，协调准确度实际上要低于各个零件本身的制造准确度。为保证两个零件具有比较高的协调准确度，就要求各个零件应具有更高的制造准确度。实例：蒙皮与口盖的协调

对口盖与蒙皮开口之间的间隙要求小而且均匀。但对口盖的直径尺寸偏差的要求却很低，不会对飞机气动性能有任何影响。结论：但按照独立制造原则分别制造口盖和蒙皮时，为了保证两个零件有比较高的协调准确度，要求每个样板及模具要有更高的制造准确度。

一般机械制造业等都普遍采用独立制造原则，零件之间的互换协调有公差与配合制度保证。优点是可平行作业、缩短周期。飞机上也非常期望采用这种原则，但事实上仅对些形状简单的零件使用。随着数控等高精度加工手段的普遍应用，采用独立制造原则也日益增多。但按照独立制造原则分别制造口盖和蒙皮时，为了3.2按相互联系原则进行协调当零件按相互联系制造原则进行协调时，零件之间的协调准确度只取决于各零件尺寸单独传递的那些环节，尺寸传递过程中的公共环节的准确度并不影响零件之间的协调准确度。由于飞机结构复杂、零件品种多、批量小，有大量的协调问题，在很多情况下，如采用独立制造原则，在技术上难度大、也无必要，而且经济性不好。所谓的相互联系制造原则就是对与装配协调有关的尺寸和几何形状以全尺寸的实物模拟量作为其原始协调依据，沿协调路线用一定的工艺装备一环扣一环地传递这些模拟量，最后体现在产品上。3.2按相互联系原则进行协调当零件按相互联系制造误差的方程式可写成下列形式：△k—m个公共环节中第k个环节的误差。A和B零件尺寸的协调误差可由下式确定：协调误差带公式为：制造误差的方程式可写成下列形式：△k—m个公共环节中第k个结论：

如果其它条件相同，采用独立制造和相互联系制造两种不同的协调原则时，即使零件制造准确度相同，但却得到不同的协调准确度。按相互联系制造原则能得到更高的协调准确度。而且在尺寸传递过程中公共环节越多，协调准确度也就越高。

结论：实例：口盖与蒙皮协调先按照图纸上的尺寸加工出口盖样板，并把它作为加工口盖和蒙皮的共同标准，即按样板加工口盖，再用样板在蒙皮上制孔，此时样板加工的准确度只影响零件的制造准确度，而不再影响零件之间的协调准确度。实例：口盖与蒙皮协调采用相互修配原则进行协调时，联系系数K最大。在一般情况下，这种协调原则比按相互联系制造原则能够达到更高的协调准确度。协调准确度仅决定于将A零件的尺寸传递给B零件时这一环节的准确度。3.3按相互修配原则进行协调制造误差的方程式可写成下列形式：△m+1—零件A尺寸传递给零件B的环节误差，A和B零件尺寸的协调误差可由下式确定：协调误差带公式为：采用相互修配原则进行协调时，联系系数K最大。在一般情口盖与蒙皮协调，见图所示。根据口盖的设计尺寸制造口盖样板，按样板加工冲模，由冲模制造口盖，然后按照实际的口盖零件加工蒙皮上的开口。可以保证较高的协调准确度，但相互修配的零件不可能互换。同时，修配劳动量达，装配周期长。只有在其它协调原则在技术上和经济上都不合理，而且不要求零件具有互换性时，才采用这种协调原则。一般在飞机成批生产中尽量少用，在飞机试制中应用较多。实例口盖与蒙皮协调，见图所示。实例4.工艺补偿和设计补偿：在工艺过程中根据实际情况采取的补偿措施，成为工艺补偿。如一块刚度很大的蒙皮与另一块刚度也很大的隔框装配时要用铆钉连接，如两者形状尺寸不一致而产生间隙时，有时允许加“垫”，以满足连接要求。如图1-6的工艺厚度补偿垫片。是由厚度0.05～0.1mm的金属箔用胶粘剂粘合成的，其中铝可剥垫片占95%，其余为不锈钢、铜。4.工艺补偿和设计补偿：4.工艺补偿和设计补偿：有时考虑保证互换协调的需要，在不影响设计使用要求的前提下，在结构设计上采取措施，保证两个相配零件中的一个可以在一定范围内调节相配尺寸，以满足协调要求，称之为设计补偿。如图1-7设计补偿实例。有的设计补偿是设计员必须考虑的，否则飞机就不能正常工作；而另一些是为了简化装配与安装工作而在适当的地方采用补偿件。4.工艺补偿和设计补偿：第三节飞机制造中应用的“模线-样板工作法”飞机机体外形是复杂曲面，不能用简单的尺寸标注方法来表示，各部件的连接都是用成组空间接头对接，准确度要求高、配合部位多、关系复杂，因此飞机制造过程中，需要用一些能准确体现飞机外形和对接结构连接关系的模型作为机体外形和对接关系的原始标准和协调依据，通过一定定的传递路线将机体外形和对接关系的几何信息传递到产品上去。

这些传递几何信息的原始依据，有用模拟量体现机体局部或整体理论论外形和对接关系的模线样板及实体模型（标准样件、标准量规、标准平板等），也有用数学方程来描述机体外形的数学模型。一、模线样板工作法的实质：依据：相互联系制造的原则原理：根据飞机图纸将部件、组合件的外形及结构按1：1的尺寸画出，叫做模线，是原始标准。然后根据模线制出代表工件真实形状的平面刚性量具，称为样板，是制造各种工艺装备及测量工件形状的量具。第三节飞机制造中应用的“模线-样板工作法”二、模线：分理论模线、构造（结构）模线、运动模线。1.理论模线：划在金属板上1：1的飞机理论图，内容有飞机部件的设计基准、部件各平面及切面的理论外形、部件的主要结构轴线（如大梁、翼肋、长桁等）。作用：协调部件平面及各切面的理论外形，并作为制造部件各切面基本样板的原始依据，以保证部件全套工艺装备沿各切面之间的协调。飞机外形是设计要求的气动力外形，内部结构的形状和尺寸都必须以理论外形为基础，因此要首先绘制理论模线，然后才能绘制结构模线，再根据结构模线制造生产样板，再按生产样板制造出各种零件加工和装配所用的工艺装备，最后制出飞机的各部件和整架飞机。可见：飞机制造环节很多，每个环节都会带来一定误差，必须严格控制。二、模线：分理论模线、构造（结构）模线、运动模线。在模拟量传递飞机几何信息的传统方法中，理论模线是飞机理论外形的原始依据。但进入以“数学模型”为原始依据的数字量传递方法之