1、飛機裝配的基本過程劉瑞同同濟大學航空航天與力學學院一、飛機裝配的基本問題一、飛機裝配的基本問題n飛機制造過程的主要環節是裝配，包括機體部件的裝配和各系統在機體內的安裝（飛機總裝）；n飛機裝配過程是將大量的飛機零件按圖紙、技術要求進行組合、連接的過程；n飛機裝配的最終目的是生產出具有合格質量的飛機產品；n對于批量生產的飛機，還要盡可能保證飛機具有較好的互換性，這樣才能大幅降低成本、提高飛機的可靠性以及保證較好的維修性；1.1設計分離面和工藝分離面n從系統論的角度出發，需要將飛機劃分成若干功能相對獨立的子系統；n這種方法可以使整個研發、制造過程易于并行實施、便于管理；n對飛機結構來說，根據使用、運

2、輸、維護等方面的需要將整架飛機在結構上進行劃分多個部件、段件和組件；n這些部件、段件和組件之間一般采用可拆卸的連接，這樣所形成的可拆卸的分離面就是設計分離面。n即使飛機被劃分成多個部件，這樣的部件還是十分復雜的，由于部件的劃分是按照功能、實用等劃分的，因此在部件裝配的時候還需要將部件進一步劃分從而形成更小的板件、段件、組合件等等；n這些組合件在裝配時一般采用不可拆卸的連接，他們之間的分離面稱為工藝分離面；n合理的劃分工藝分離面，也就是合理地對部件進行剖分，對制造是極有好處的。增加了平行裝配工作面，提高了裝配工作的機械化和自動化；改善了裝配工作的開放性，有利于提高產品的裝配質量；部件的板件化程度

3、是評價結構工藝性的重要指標。因此在結構設計中應盡量提高板件化程度。n一般來說在飛機設計階段不僅應該確定設計分離面，也應該充分考慮工藝分離面，如果考慮不充分或者存在一些問題，就會給制造帶來很大影響；n但很多情況由于設計人員對制造的認識不足而導致結構設計不合理，這就需要工藝人員綜合多方面因素考慮合理設置工藝分離面。因此，設計人員應該了解制造，這也是目前機械專業強調設計制造一體化的重要原因！二、飛機裝配過程n基準：確定結構件之間位置的一些點、線、面。n飛機的設計基準包括飛機水平基準線、對稱軸線、翼弦平面、梁軸線、長桁軸線、框軸線、肋軸線等。n設計基準一般是不存在于結構件表面的點、線、面，為制造和裝配

4、需要，設立（裝配）工藝基準。定位基準確定結構件在工裝上的相對位置；裝配基準確定結構件之間的相對位置；測量基準測量結構件裝配位置尺寸的起始位置。在裝配過程中，使用兩種裝配基準：桁條桁條翼肋翼肋鉚接鉚接骨架骨架蒙皮蒙皮大梁大梁鉚接鉚接鉚接鉚接半肋半肋半肋半肋桁條桁條蒙皮蒙皮機翼機翼n選擇定位基準和裝配基準應遵循四個原則：裝配定位基準與設計基準統一原則裝配定位基準與零件加工基準統一原則裝配基準與定位基準重合原則基準不變原則三、裝配定位 在裝配過程中，首先要確定零件、組合件、板件、段件之間的相對位置，這就是定位問題。 在裝配工作中，對定位的要求是：保證定位符合飛機圖紙和技術條件中所規定的準確度要求；定

5、位和固定要操作簡單可靠；所用的工藝裝備簡單，制造費用低。 n常用的三種方法n采用裝配型架定位是飛機裝配的主要方式。保證了零件、組件在空間具有準確的位置；校正零件形狀和限制裝配變形的作用。n飛機裝配中一般可不遵守六點定位原則，而采用超定位的方法。n二次定位誤差問題。類別類別方法方法特點特點選用選用劃線定位法劃線定位法1 用通用量具和劃用通用量具和劃線工具劃線線工具劃線2 用專用樣板劃線用專用樣板劃線3 用明膠模線曬相用明膠模線曬相的方法的方法1 簡便易行簡便易行2 裝配準確度低裝配準確度低3 工作效率低工作效率低4 節省工裝費用節省工裝費用1 新機研制時盡可能新機研制時盡可能采用采用2 成批生產

6、時，簡單成批生產時，簡單的、易于測量、準確度的、易于測量、準確度要求不高的零件定位要求不高的零件定位3 作為其它定位方法作為其它定位方法的輔助定位的輔助定位基準件定位法基準件定位法以產品結構件上的某以產品結構件上的某些點、線、面確定待些點、線、面確定待裝件的位置裝件的位置1 簡便易行、節省工簡便易行、節省工裝、裝配開暢、協調性裝、裝配開暢、協調性好好2 基準件必須具有較基準件必須具有較好的剛性和位置準確度好的剛性和位置準確度1 有配合關系的、有配合關系的、尺寸或形狀相一致的尺寸或形狀相一致的零件之間的裝配零件之間的裝配2 與其它定位方法與其它定位方法混合使用混合使用裝配孔定位法裝配孔定位法在相

7、互連接的零件在相互連接的零件（組合件）上，按一（組合件）上，按一定的協調路線分別制定的協調路線分別制出孔，裝配時零件以出孔，裝配時零件以對應的孔定位來確定對應的孔定位來確定零件（組合件）的相零件（組合件）的相互位置互位置1 定位迅速、方便定位迅速、方便2 不用或僅用簡易不用或僅用簡易的工裝的工裝3 定位準確度比工定位準確度比工裝定位的低，比劃線裝定位的低，比劃線定位的高定位的高1 單曲度，平滑雙曲度單曲度，平滑雙曲度壁板中蒙皮、長桁、框的壁板中蒙皮、長桁、框的裝配裝配2 內部加強件的定位內部加強件的定位3 平面組合件非外形零平面組合件非外形零件的定位件的定位4 組合件與組合件之間組合件與組合件

8、之間的定位的定位裝配型架定位法裝配型架定位法利用型架定位確定結利用型架定位確定結構件的裝配位置或加構件的裝配位置或加工位置（如精加工臺）工位置（如精加工臺）1 定位準確度高定位準確度高2 限制裝配變形或強限制裝配變形或強迫低剛性結構件符合工迫低剛性結構件符合工裝裝3 能保證互換部件的能保證互換部件的協調協調4 生產準備周期長生產準備周期長應用廣泛的定位方法，應用廣泛的定位方法，能保證各類結構件的能保證各類結構件的裝配準確度要求裝配準確度要求四、提高裝配準確度的補償方法n在飛機的一些結構復雜、協調尺寸較多的部位，或是零件、組合件剛度較小其裝配變形無法預先估計的情況下，過分提高制造準確度和協調準確

9、度，在經濟上不合理，在技術上難以達到，因此，采用補償方法。n補償方法就是零件、組合件或部件的某些準確度要求高的尺寸，在裝配時或裝配后，通過修配、補充加工或調整，部分消除零件制造和裝配誤差，最后達到規定的準確度要求。n裝配后相互修配n裝配后精加工n墊片補償n連接件補償n可調件補償五、裝配工藝過程n在裝配前必須制定裝配工藝規程（固化），裝配工藝規程是依據產品結構、技術條件和生產規模制定的，包括部件的工藝分離面圖表、裝配流程圖、裝配指令性工藝規程、工藝裝備協調圖表和工藝裝備品種表。n部件裝配指令性工藝規程包括了部件裝配各階段的內容，裝配基準、定位方法、裝配用的主要工藝裝備、設備和檢驗方法，以及主要零

10、件盒組合件等的供應狀況和交付狀況等；n裝配圖表則是以圖表形式表示的裝配分散程度、裝配順序、平行工作內容以及主要工藝裝備等。n制定部件裝配方案時，應根據生產規模仔細地研究結構的工藝分離面。在成批生產中，因為要盡量擴大平行工作面，故應充分利用工藝分離面。一般產量越大，裝配分散程度也應越大，這種裝配原則稱為分散裝配原則。但在試制或小批量生產時，如果仍采用分散裝配原則，則經濟上是不合理的。這種情況應采用集中裝配原則，即裝配工作主要集中在部件總裝型架內進行。n裝配單元的劃分n補償結構的合理使用六、裝配工藝設計主要內容n1)裝配單元的劃分根據飛機的結構工藝持征，合理地進行工藝分解，將部件劃分為裝配單元。n

11、2)確定裝配基準和裝配定位方法n 3)選擇保證準確度、互換性和裝配協調的工藝方法為了保證部件的準確度相互換協調要求，必須制定合理的工藝方法和協調方法。其內容包括：制定裝配協調方案，確定協調路線，選擇標準工藝裝備，確定工藝裝備與工藝裝備之間的協調關系，利用設計補償和工藝補償的措施等。n 4)確定各裝配元素的供應技術狀態供應技術狀態是對裝配單元中各組成元素在符合圖樣規定外而提出的其他要求，也就是對零件、組件、部件提出的工藝狀態要求。n 5)確定裝配過程中的工序、工步組成和各構造元素的裝配順序裝配過程中的工序、工步組成包括：裝配前的準備工作，零件和組件的定位、夾緊、連接，系統和成品的安裝，互換部位的

12、精加工，各種調整、試驗、檢查、清洗、稱重和移交工作，工序檢驗和總檢等。裝配順序是指裝配單元中各構造元素的先后安裝次序。n6）選定所需的工具、設備和工藝裝備n7）零件、標準件和材料的配套按工序對零件(含成品)、標準件進行配套計算材料(基本材料、輔助材料)定額；按部件匯總標準件、材料。n8）進行工作場地的工藝布置工藝布置的內容包括；概算裝配車間總面積，準備原始資料，繪制車間平面工藝布置圖七、飛機總裝配及機場車間工作n飛機總裝配是將飛機各部件對接成整架飛機，在飛機上安裝各種設備、裝置和系統，并進行調整、試驗和檢驗，是飛機裝配工作的最后階段。n機場車間工作的任務是將總裝配車間送來的飛機進行最后的地面試

13、驗和空中試飛檢驗。飛機總裝配的工作內容飛機機體各部件的對接及水平測量；安裝調整發動機、燃油和滑油系統，安裝和調試發動機操縱系統；液壓和冷氣系統的設備、附件和導管的安裝、鋪設和試驗；起落架及其收放機構、信號系統的安裝、調整和試驗；飛機操縱系統的安裝和調整；電氣、無線電、儀表設備與電纜的安裝、鋪設和試驗；高空救生設備的安裝和試驗；特種設備的安裝和試驗等。n在成批生產中，飛機總裝配采用流水生產的組織方式，如下圖所示。n流水生產是將總裝配全部工序分為若干個工作站，每個工作站工作量均衡，飛機按節奏移動，工人固定在工作站上工作。飛機各部件對接和水平測量n部件對接要保證對接后部件相對位置準確、連接可靠。n完

14、全互換的段部件對接，要調整等，對接部件到正確位置，檢查對接孔的同軸度要求，以及配合面間隙和表面質量等，按照要求的擰緊力矩擰緊螺母，然后用全機水平測量方法檢查各部件相對位置的準確度。n對于不互換的段部件，對接時要用水平測量方法調整和確定它們的相互位置，將對接接頭孔一起擴孔并鉸孔。n 部件對接后的技術要求一般用水平測量方法進行檢查。水平測量的基本過程是：部件裝配時，在部件表面規定的位置上，按型架上專用指示器作出測量點的記號(即涂紅色漆的沖坑，凸頭或空心鉚釘)，這些記號稱為水平測量點。實際上是將飛機理論軸線轉移到部件表面的測量依據。因此，在測量過程中，只要檢查這些點的相對位置數值，就可借以確定部件間

15、相對位置是否符合技術要求。各系統和設備的安裝、調整和檢驗n導管、線路的安裝與測試導管零件數量大、品種多、形狀復雜，制造準確度要求高，一般設計安裝圖紙難以表達復雜的空間關系，因此采用樣機作為安裝的補充依據；對于彎管零件，可以通過樣機取得正確的形狀和尺寸，作為生產彎管零件的依據和協調彎管零件的工藝裝備。彎管工藝是一項具有挑戰性的工作，目前大量采用了數控彎管設備。導管在飛機上安裝好之后，要根據各系統的特點按要求進行試驗，一般要進行密封性試驗和清潔度檢驗。系統導管的密封性試驗，可以在單個部件上進行或在總裝配車間已裝配好的完整的飛機上進行。一般將密封性檢查安排在系統工作性能檢查之后進行。對于電氣系統，可從圖紙、“樣機”取得導線正確長度，制出相應位置的布線樣板作為依據。對電纜要進行百分之百的短路、斷路、混線、措鐵及絕緣電阻的質量檢驗。n操縱系統的安裝調試 操縱系統安裝要保證運動件和結構之間有足夠間隙，在導向件中拉桿不應緊澀。在極限位置時，搖臂和拉桿之間應當有允許的間隙。操縱系統的調整可以用拉桿端頭裝的帶螺紋的端接頭調整長度，其調整范圍不應超出極限尺寸，也可以用力臂調節器來調節搖臂長度。 現代高速飛機多采用多余度電傳操縱系統(或稱飛行控制系統)，此系統除了舵機