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飞机装配国内外工艺对比以及设计制造数字化

2019-12-28 17:12:30

文章摘要:

装配工艺的制定直接影响工装协调、零件的供应状态和型架设计等,装配工作是制造部件的最后工序,对产品的质量影响很大。

(一)、国内外工艺对比
  1、铆接装配工艺方面
  铆接装配分为普通铆接和特种铆接,国内外普通铆接工艺基本相近,主要区别则在于国外大量采用特种铆接。
  外国公司大量采用新型连接件,而我国应用不多。例如,无头铆钉、冠头铆钉、干涉配合铆接和有头铆钉自封铆接等,还有特种实心铆钉、尾端空心铆钉以及各种单面抽钉,这些抽钉安装时均要用专用工具施铆。
  2、螺栓紧固装置
  螺栓类紧固件中,外国公司对紧固件安装工艺有所规定,例如数据充分、要求明确、使用方便等,而我国在这方面要求模糊。例如对螺栓的润滑要求,某外国公司是采用螺栓和螺帽进厂时即要求带润滑油,安装时直接安装不用除去润滑油。我国公司要求安装前必须将原润滑油洗干净,再重新涂上炮油或XXX号油膏。
  3、零件的制造和装配
  零件的制造公差和供应状态是保证部件顺利装配的基础,零件之间的协调更是部件装配质量的基础。
  国外公司按照产品图纸加工制造夹具,曲面零件在加工中心上加工,一般不用标准样件作为基准。国内复杂的机加零件往往使用标准样件,将装配合格的零件拆下来作为制造依据,在加工过程中免不了修锉。
  国外零件质量检验时,除机加件一般通过通用的检测量具进行检查外,曲面饭金零件都通过三坐标测量机来检查。我国多数用零件成形模具兼作检验工具,导致零件误差较大,零件的尺寸公差问题很多,甚至不得不报废某些工装,再重新配做,拖长了生产周期。
  4、装配工艺
  装配工艺的制定直接影响工装协调、零件的供应状态和型架设计等,装配工作是制造部件的最后工序,对产品的质量影响很大。现就几种典型的装配工艺,简要对比几个具体情况。
  (1)以骨架为基准的装配
  国外的方法是以骨架为基准进行装配,骨架组合完成之后安装蒙皮,不在装配型架上设置外形卡板。
  以某舱门为例,舱门外形是流线型,同时蒙皮厚度较厚(大于1mm)的条件下,国外普遍采用以骨架为基准的装配,显然,只有零件在型架上定位准确和骨架配合间隙均等时,才能保证部件外形的公差。舱门肋骨在型架上以外形、腹板控制轴线以及腹板上的工艺孔控制零件的纵向位移,这才有把握从外向内用钻头直接从钻模导孔,通过蒙皮进入骨架,并保证孔在骨架弯边上的正确位置,零件在装配时一般不经过调修就可以达到相互配合的要求。而我国借助目视调整和按尺寸划线的办法,难免产生定位不准、二次调修的问题。
  (2)加垫工艺补偿
  即使在零件的成形过程中和工艺装备制造协调过程中,采用了严密的控制措施,但由于制造误差的积累,某些结构的部位仍将产生不协调的间隙,因此在制造过程中需要加垫补偿,在此方面国内外无区别。
  (3)为外表的美观创造条件
  飞机的外观质量,是西方国家飞机生产质量竞争的主要条件之一。部件外形的流线和镜面蒙皮的采用,对零件加工和部件装配质量的控制提出了更高的要求。
  例如,某客机的表面大部分采用抛光镜面蒙皮,这些蒙皮在零件成形和装配连接过程中,除了喷涂表面等保护措施外,还要参与工艺过程。对于铆接质量,除了紧固件的本身连接有严格的规定外,对蒙皮的凹陷、划伤、波纹、光泽都有要求。制造过程中采用了钻模钻孔,而且铆钉头排列整齐,再加上对每个成形后的铆钉头进行铣平,使得整个飞机表面光泽流线,大大增加了美观。我国大多采用蒙皮张拉工艺来使蒙皮达到装配要求,抛光工艺很少使用。
  工装是为了保证零部件加工和装配质量,并最大程度提高装配效率的相关设备。“柔性”指的是对部件装配的各种条件做出快速响应的能力。三维柔性平台定位夹持机构分为夹持器和定位器两部分。
  (二)、飞机工装设计制造的数字化
  飞机工装制造的数字化涵盖飞机数字化设计,制造与检测三项内容。其中,工装数字化设计具体是指在三维数字化环境内能落实对工装结构零构件设计,数字化与装配设计工作任务;工装数字化制造具体是指在数字化设计工装模型,数字化加工设备仪器等协助下,对工装的关键属性型面,互换协调交点进行加工与装配;工装数字化检测是利用数字化检测设备设施对数字化设计,制造工装进行检测的过程。在飞机工装设计与制造过程中,数字化技术的应用有效的完善了飞机工装设计、制造流程,具体体现在如下几方面:(1)调整了工艺装备的设计制造形式,三维数字量将传统技术中的实物样本模拟量取而代之,这在很大程度上能降低工装数目,省略了模型样板、标准样件、工装制造样板等物件。(2)目前,数控加工与安装技术在工艺装配生产制造领域中有广泛应用,其有效的扭转了以往工装制造分工、生产形式、作业程序、组织管理等模式。新时期下,国内航空制造企业广泛应用了模拟量传导的协调体系,同时结合标准样件、模线样板的结构特征与功能,连续优化了飞机制造企业工装制造的组织体系,该体系在建设过程中始终以专业分工为原则。(3)数字化技术在飞机工装设计制造中的应用,能持续拓展各项数字化设计制造软件,制造设备设施的应用范畴,明显提升了资源配置的科学性,弥补了传统专业分工过程中存在的不足,整体提升工作效率。