飞机机身壁板的模块化制造技术.doc

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1、飞机机身壁板的模块化制造技术【摘要】文章在分析飞机壁板的常规制造工艺基础上，结合飞机壁板组合件模块化装配技术的优点，论述了作为模块接口的飞机机加零件的制造特点、飞机镀金件的制造特点以及飞机机身壁板零件的模块化制造特点0【关键词】飞机；机身壁板；组合件；模块化制造飞机模块化制造装配是飞机模拟量制造向数字量制造过渡的一个新平台，它可以使飞机的组、部件由协调式装配进入到标准化装配，从而使飞机制造从质量、成本、周期三大要索得到较大的改善。随着钛合金、轻金属基复合材料筹先进航空工程材料在飞机制造过程中应用的增多，飞机制造要消耗大量的资源和能源［1,2］。飞机壁

2、板等零件的模块化制造技术有利于飞机制造过程中实现批量大、质量高、互换协调性好的优点，从而达到集成化、并行化和产业化的要求，改善设备的功能，实现材料利用的高效率，减少能源消耗，节约资源，提升制造飞机的质量和效益［3］。有利于积极发挥模块化制造在飞机材料节能降耗中的应用，实现飞机的绿色生产工艺及管理［4］。1•飞机壁板的常规制造简述长期以来，飞机图纸从设计到工装制造、零件生产、协调装配这一系列环节中采用的是传统的模拟量制造体系，每一环节中都很难用数据准确定义产品的形状、尺寸以及装配质量。采用的制造方法也多为相互联系制造或修配制造来达到以较低的成本换取飞机

3、装配的协调。壁板蒙皮都是带有余量装配，型架（或夹具）就作为飞机装配准确度的单一标准。当壁板组合件装配下架后，即使变形或有不协调现象也很难说清楚，与其他组部件装配时根据对接情况去除余量。要想使产品达到批量大、质量高、互换协调性好的诸多要求，就非常困难。近年来，飞机数字化装配步入主流，但要实现数字化装配，其首要条件就是要做到满足飞机结构设计要求，以及尽可能达到零、组、部件的互换协调。所谓零组部件要达到互换协调，就是对结构零件Z间要求的配合准确程度，组件与组件对接血的相对位置准确程度、气动力外形准确程度、间隙符合设计耍求等。耍达到上述耍求,飞机模块化制造是

4、一个最好的选择。飞机模块化制造是考虑飞机产品研制的全生命周期过程中的所有要索，运用标准化的原理，针对系列飞机产品结构的构成，将飞机产品分解为一个个具有独立特性和接口的逻辑对象。并对其零件的设计、工艺计划、工艺装备和支持文档进行系统性处理的工作。2.飞机壁板模块化装配技术中型以上运输机的壁板组成主要由蒙皮、长桁、框缘、接头、角片等飯金零件组成。由于飯金零件刚性差、变形大，不能靠制造准确度达到装配准确度，只能靠装配型架来弥补这种缺陷的存在。但是依赖于型架达到装配准确度仅限于架上装配状态时的检验，一旦组合件下架后测量基准消失，组合件是否变形或变形量有多大难

5、于查证。另外，由于飯金材料的特殊性，从目前来看要做到飯金零件完全数字化制造还有一段距离。只能达到扳金零件的部分数字化制造和制造依据（各种制造工装）数字化制造以此提高鞭金零件的加工精度，减少误差，减少飞机装配时的强迫装配。如何将壁板装配成具有互换性要求的组合件，并与其它组件进行数字化装配，这是模拟量装配向数字化装配过渡时必然要遇到的问题。对于这种情况我们的解决思路是将组合件看成是一个“具有较强刚性的模块化”结构件，用加工精度高、变形量小的机加数控件作为组合件框架支撑件和对接件，使组合件具有较强的刚性和准确度较高的外形，将板金零件的制造误差控制在组合件框

6、架内通过设计补偿和工艺补偿得以消化，由“软壳”飞机的板件式装配改为飞机的模块化装配。这种装配结构最核心的问题就是保证模块化组合件的支撑件和对接件具有准确的相对位置。一方面装配夹具作为飯金零件的装配定位基准（外定位）同时起着限制飯金零件变形的作用，另一方面可以用框架对接件的特征位置作定位基准（内定位）。通过保证支撑件、对接件的装配公差（位置公差）和控制支撑件对接件的制造公差（尺寸精度、形状公差）来达到组合件的互换协调。组合件装配下架后在自然状态下通过数字化测量就可以很容易的检验出组合件装配的变形程度和变形位置，并采取相应措施减小变形量。无余量厚蒙皮的装

7、配定位主要以定位孔为主，而型架定位孔与蒙皮零件上的定位孔其相对位置准确与否，决定气动力外形是否准确。所以在制定装配方案时，必须有协调数据对型架定位孔和蒙皮制造工装定位孔同时进行制造控制。“框缘条”作为壁板的横向主耍支撑件和装配件，影响着气动力外形准确度和基准轴线位置准确度，可以考虑在壁板的前后两端采用一定数量的机加数控件，这些机加件采用定位孔与型架定位，由于型架和零件均采用数控加工，外形和定位孔可以达到很高的形状准确度和孔的相对位置准确度。同时定位孔或数控零件的特征位置又可以作为相对于飞机水平基准线和对称轴线的测量基准或其它零件的定位和测量基准，还可

8、用于测量组合件下架后的变形状态。长桁零件作为飞机机身的纵向支撑，具有结构重量轻、纵向曲率小、数量多、细而长的