飛機部件裝配精加工工藝研究

董利娜

摘要： 本文對飛機部件精加工工藝進行了的總結、分析、歸納，闡述了飛機部件裝配精加工的作用與意義，簡單介紹了飛機部件精加工的方式和結構條件，并特別提出了部件精加工時注意的幾個問題。

Abstract： This paper summarized and analyzed the aircraft parts finishing， explained the role and significance of aircraft parts finishing， briefly introduced the ways and the structural conditions， and especially pointed out several problems need attention in aircraft parts finishing process.

關鍵詞： 飛機部件精加工；方式；結構條件

Key words： aircraft parts finishing；way；structural conditions

中圖分類號：V262.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）25-0046-02

1 飛機部件裝配精加工工藝

1.1 飛機部件裝配精加工概述

飛機部件裝配精加工是飛機制造技術中的重要組成部分，它是在飛機部件滿足一定裝配精度，為減小部件裝配變形和裝配誤差，使部件最大限度滿足工況要求的裝配工藝。

目前，國內飛機部件裝配精加工的技術水平與先進國家相比還有較大的差距，難以適應我國航空工業發展的需要。因此，在總結經驗的基礎上，加強科學研究，提高工藝水平，是發展航空工業的重要環節之一。

1.2 國內外研究狀況

由于目前飛機裝配基本上仍然采用手工操作，固一些裝配誤差依然存在。因此，國內外對大尺寸飛機部件都進行精加工。如美國的航空波音飛機（如圖1所示）的機身機翼對接接頭、發動機吊艙接頭等重要接頭都進行精加工。法國的幻影2000戰斗機（如圖2所示）接頭也進行精加工。而前蘇聯對飛機主要街頭部件同樣也進行精加工。如蘇27飛機（如圖3所示）垂尾和平尾、機身機翼接頭進行精加工。

■

歷經半個世紀的發展，我國飛機制造科研能力盡管與世界先進水平還存在一定的差距，特別是飛機制造的關鍵技術有待突破，設計人才有斷層，風險較大資金短缺等嚴重制約了行業的進一步發展和品質的提高。但通過基礎研究、應用研究和產品研發，已全面拉動飛機制造科技的發展。因此，我國飛機制造及修理企業必須抓住新的發展機遇，加大科技創新，開展技術前瞻研究，與國外企業建立優良的合作體系，完善配套措施，提高整體效益和競爭力，只有這樣才能在新形勢下立于不敗之地。

我國“十一五”期間將適時啟動大型飛機研制項目。一方面是國家對民機發展的支持，另一方面是國家對軍機研發新型號的要求，我國航空工業面臨重大的發展機遇，處于歷史轉折點。自主發展大型、高附加值飛機以及諸如航空發動機等關鍵零部件的能力還極其薄弱，但隨著中國航天航空業的發展，飛機制造業未來走勢看好。

2 部件裝配時精加工的作用與意義

2.1保證接頭對接協調

當不采用精加工方法時，對接接頭的協調誤差積與采用精加工方法時相比要大，而對接協調的概率則要小。使用飛機零部件裝配架鉚接協調這個環節的協調誤差最大。由于目前飛機制造技術的水平比較低，飛機裝配工藝設備的結構復雜，鉚接組裝飛機部件主要是手工操作，因此，鉚接裝配引起變形和裝配誤差占的協調誤差最大；鉚接裝配引起的變形和鉚接組裝誤差比較大，因此很難保證協調部件對接接頭。

誠然，也有一些飛機部件不采用精加工的方式就夠保證完成對接協調，但它是有條件的，在忽略過失誤差以及系統誤差的條件下，對接協調累計誤差小于或等于該容限測試的對接連接。這需要增大對接接頭和連接器之間的孔軸端面間隙，即犧牲性能的設計技術對接接頭，以確保協調，但這往往是不可行的技術。所以，在飛機部件的裝配中須對接頭采用精加工的方式，不然難以確保協調對接接頭。

2.2 保證接頭與外形相對位置的協調

除了部件裝配本身具有一定的形狀誤差之外，接頭與裝配型架之間也存在一定的相對位置誤差。事實上這種位置誤差包含兩個方面的誤差，分別是接頭孔的位置誤差和接頭端面的位置誤差。由于相對位置誤差的存在，接頭通常不能對接，即使可以完成它們之間的對接，也僅僅是接觸點的對接，而這在技術上行不通。重要的接頭面接觸面積，往往需要理論的端面的接合面積的70%以上。由上所述，所造成的接頭部件端部的表面形狀誤差的位置誤差大于構件的形狀裝配誤差。這里有兩方面的因素：一是，這個裝配誤差是局部形狀的誤差，而引起位置誤差的接頭部件端面的形狀誤差是整體的；二是，接頭位置誤差常常比較大，這往往容易被忽視。

因此，應采用精加工的方式來確保接頭部件的相對位置。否則，連接器和組件很難保證形狀的相對位置的精度，也很難確保該部件的形狀位置的相對精度。

3 部件精加工的方式與結構條件

3.1 部件精加工的方式

通常來說部件的精加工方式有兩種，它們分別是對接頭孔進行精加工以及接頭的最后安裝。

3.1.1 對接頭孔進行精加工

這種精加工方法目前來說最為普遍，它的特點是在用特殊的測試卡板裝配式框架來調整零件形狀的基礎上，根據各組成部分的聯合定位把部件接頭孔加工到零件最終的尺寸，從而完成精加工部件的要求，因此接頭孔和孔的端面需要留足夠的余量來保證。這種方法適用于留有余量的孔。

3.1.2 接頭的最后安裝

也有一些部件接頭不能彌補處理，例如滑輪板，壓力軸承，滑槽和組裝階段其他組件。最后安裝接頭是解決這些零部件精加工的一種有效方式。在實際情況下，人為的操作水平、裝配過程中的變形以及結構工藝性差也會造成一定的誤差。如果在結構封閉后沒有額外因素造成進一步的誤差，該接頭部件的殼體結構用相同的連接可以發揮在精加工時的作用。這些方法是在裝配型架上進行精加工的，無需特別精加工工作臺。除此之外，在一般情況下也不需要特殊的工具和動力頭。endprint

3.2 部件精加工的結構要求

如果部件要進行精加工，那么前提是部件的結構允許采用精加工的方式。

3.2.1 接頭孔精加工的要求

對于接頭孔的精加工方式，它的結構應有下列要求：①接頭孔和接頭孔端面應當留有足夠的精加工余量，該值應比誤差所造成的調整形狀的位移要大。②精加工的結構可以被加工刀具所進入。

3.2.2 接頭最后安裝精加工的要求

而對于采用接頭最后安裝的精加工方式，它的結構應有下列要求：①接頭和組件結構之間應當有重疊、空隙或其他設計補償，使得它們之間的相對位置也可調節。②接頭與結構之間的結構通路連接普通螺栓，鉚釘等；當結構是沒有路徑的連接時，應該是單面連接，如抽釘，高剪切鉚釘。

4 飛機部件精加工中須注意的問題

4.1 控制各工藝傳遞環節的協調準確度

對接協調可以提高零件的精度，除了精加工部件，也嚴格控制各環節的精度協調方面的準度。在工藝轉移過程中，各個方面的協調鎖存狀態的系數越小，那么該螺栓旋轉越靈活，上部和下部的配合準度越高。當協調鎖存狀態的系數為0，那么旋轉螺栓最靈活，那么傳遞過程中的誤差與該孔軸誤差和間隙配合無關，只有和孔軸的直徑公差帶一半的寬度有關聯，這時將保持最高準確度的鏈接。這是最理想的情況，不過在實際情況中很難做到，但即使這樣也應盡量做，超出公差范圍內是絕對不允許的。

4.2 裝夾變形的檢測和控制

部件必須在零件精加工時進行裝夾，以保持調整好的狀態，抵擋部件精加工時所產生的外力作用，保持部件在機械加工過程中位置的穩定性。然而，飛機部件結構的相對剛性較弱，在加工時夾緊的外力很容易讓部件產生塑性變形，薄壁結構，特別是小部件有塑性變形的可能性更大。精加工時，加工構件在夾緊狀態下產生彈性變形，放松夾緊后接頭會產生一個回彈，這個接頭的彈性變形直接成為誤差計入部件和形狀中，位置和接頭不符合外觀和形狀定位器，或減少吻合度，減少零件精加工的精度，甚至丟失零件精加工作用。因此，在精加工中檢測和控制這一過程中由于裝夾產生的變形是非常重要的。

5 總結

飛機部件裝配精加工是飛機部件裝配的重要環節之一，它對提高飛機部件裝配準確度和部件間的協調準確度具有十分重要的作用。但要實現飛機部件裝配精加工的目的，需要飛機制造工藝人員和飛機結構設計人員統一認識，協同工作。

本文對飛機部件精加工工藝進行了總結、分析、歸納。闡述了飛機部件裝配精加工的作用與意義，簡單介紹了飛機部件精加工的方式，研究和提出了飛機部件精加工的結構條件，并特別提出了部件精加工時注意的幾個問題。

參考文獻：

[1]堵鵬.飛機部件裝配工藝數模構建技術研究[D].南京航空航天大學，2012.

[2]張開富.飛機部件裝配誤差累積分析與容差優化方法研究[D].西北工業大學，2006.

[3]高玉卿，李致和，王廷貴，趙立匡.飛機部件裝配工藝[J].航空工藝技術，1985，04：31-37，20.

[4]高紅.飛機部件柔性裝配技術應用及工藝設計[J].航空制造技術，2009，24：80-83，87.

[5]曾六生.飛機部件裝配精加工[J].航空制造技術，2002，10：63-66.

[6]胡火群.某型號飛機部件裝配的作業分析與研究[D].南京航空航天大學，2006.

[7]周養萍.飛機部件數字化裝配技術發展綜述[J].航空制造技術，2013，13：52-54.

[8]周養萍，亓江文.飛機部件數字化裝配技術研究現狀與思考[J].機械制造，2013，08：38-41.endprint

3.2 部件精加工的結構要求

如果部件要進行精加工，那么前提是部件的結構允許采用精加工的方式。

3.2.1 接頭孔精加工的要求

對于接頭孔的精加工方式，它的結構應有下列要求：①接頭孔和接頭孔端面應當留有足夠的精加工余量，該值應比誤差所造成的調整形狀的位移要大。②精加工的結構可以被加工刀具所進入。

3.2.2 接頭最后安裝精加工的要求

而對于采用接頭最后安裝的精加工方式，它的結構應有下列要求：①接頭和組件結構之間應當有重疊、空隙或其他設計補償，使得它們之間的相對位置也可調節。②接頭與結構之間的結構通路連接普通螺栓，鉚釘等；當結構是沒有路徑的連接時，應該是單面連接，如抽釘，高剪切鉚釘。

4 飛機部件精加工中須注意的問題

4.1 控制各工藝傳遞環節的協調準確度

對接協調可以提高零件的精度，除了精加工部件，也嚴格控制各環節的精度協調方面的準度。在工藝轉移過程中，各個方面的協調鎖存狀態的系數越小，那么該螺栓旋轉越靈活，上部和下部的配合準度越高。當協調鎖存狀態的系數為0，那么旋轉螺栓最靈活，那么傳遞過程中的誤差與該孔軸誤差和間隙配合無關，只有和孔軸的直徑公差帶一半的寬度有關聯，這時將保持最高準確度的鏈接。這是最理想的情況，不過在實際情況中很難做到，但即使這樣也應盡量做，超出公差范圍內是絕對不允許的。

4.2 裝夾變形的檢測和控制

部件必須在零件精加工時進行裝夾，以保持調整好的狀態，抵擋部件精加工時所產生的外力作用，保持部件在機械加工過程中位置的穩定性。然而，飛機部件結構的相對剛性較弱，在加工時夾緊的外力很容易讓部件產生塑性變形，薄壁結構，特別是小部件有塑性變形的可能性更大。精加工時，加工構件在夾緊狀態下產生彈性變形，放松夾緊后接頭會產生一個回彈，這個接頭的彈性變形直接成為誤差計入部件和形狀中，位置和接頭不符合外觀和形狀定位器，或減少吻合度，減少零件精加工的精度，甚至丟失零件精加工作用。因此，在精加工中檢測和控制這一過程中由于裝夾產生的變形是非常重要的。

5 總結

飛機部件裝配精加工是飛機部件裝配的重要環節之一，它對提高飛機部件裝配準確度和部件間的協調準確度具有十分重要的作用。但要實現飛機部件裝配精加工的目的，需要飛機制造工藝人員和飛機結構設計人員統一認識，協同工作。

本文對飛機部件精加工工藝進行了總結、分析、歸納。闡述了飛機部件裝配精加工的作用與意義，簡單介紹了飛機部件精加工的方式，研究和提出了飛機部件精加工的結構條件，并特別提出了部件精加工時注意的幾個問題。

參考文獻：

[1]堵鵬.飛機部件裝配工藝數模構建技術研究[D].南京航空航天大學，2012.

[2]張開富.飛機部件裝配誤差累積分析與容差優化方法研究[D].西北工業大學，2006.

[3]高玉卿，李致和，王廷貴，趙立匡.飛機部件裝配工藝[J].航空工藝技術，1985，04：31-37，20.

[4]高紅.飛機部件柔性裝配技術應用及工藝設計[J].航空制造技術，2009，24：80-83，87.

[5]曾六生.飛機部件裝配精加工[J].航空制造技術，2002，10：63-66.

[6]胡火群.某型號飛機部件裝配的作業分析與研究[D].南京航空航天大學，2006.

[7]周養萍.飛機部件數字化裝配技術發展綜述[J].航空制造技術，2013，13：52-54.

[8]周養萍，亓江文.飛機部件數字化裝配技術研究現狀與思考[J].機械制造，2013，08：38-41.endprint

3.2 部件精加工的結構要求

如果部件要進行精加工，那么前提是部件的結構允許采用精加工的方式。

3.2.1 接頭孔精加工的要求

對于接頭孔的精加工方式，它的結構應有下列要求：①接頭孔和接頭孔端面應當留有足夠的精加工余量，該值應比誤差所造成的調整形狀的位移要大。②精加工的結構可以被加工刀具所進入。

3.2.2 接頭最后安裝精加工的要求

而對于采用接頭最后安裝的精加工方式，它的結構應有下列要求：①接頭和組件結構之間應當有重疊、空隙或其他設計補償，使得它們之間的相對位置也可調節。②接頭與結構之間的結構通路連接普通螺栓，鉚釘等；當結構是沒有路徑的連接時，應該是單面連接，如抽釘，高剪切鉚釘。

4 飛機部件精加工中須注意的問題

4.1 控制各工藝傳遞環節的協調準確度

對接協調可以提高零件的精度，除了精加工部件，也嚴格控制各環節的精度協調方面的準度。在工藝轉移過程中，各個方面的協調鎖存狀態的系數越小，那么該螺栓旋轉越靈活，上部和下部的配合準度越高。當協調鎖存狀態的系數為0，那么旋轉螺栓最靈活，那么傳遞過程中的誤差與該孔軸誤差和間隙配合無關，只有和孔軸的直徑公差帶一半的寬度有關聯，這時將保持最高準確度的鏈接。這是最理想的情況，不過在實際情況中很難做到，但即使這樣也應盡量做，超出公差范圍內是絕對不允許的。

4.2 裝夾變形的檢測和控制

部件必須在零件精加工時進行裝夾，以保持調整好的狀態，抵擋部件精加工時所產生的外力作用，保持部件在機械加工過程中位置的穩定性。然而，飛機部件結構的相對剛性較弱，在加工時夾緊的外力很容易讓部件產生塑性變形，薄壁結構，特別是小部件有塑性變形的可能性更大。精加工時，加工構件在夾緊狀態下產生彈性變形，放松夾緊后接頭會產生一個回彈，這個接頭的彈性變形直接成為誤差計入部件和形狀中，位置和接頭不符合外觀和形狀定位器，或減少吻合度，減少零件精加工的精度，甚至丟失零件精加工作用。因此，在精加工中檢測和控制這一過程中由于裝夾產生的變形是非常重要的。

5 總結

飛機部件裝配精加工是飛機部件裝配的重要環節之一，它對提高飛機部件裝配準確度和部件間的協調準確度具有十分重要的作用。但要實現飛機部件裝配精加工的目的，需要飛機制造工藝人員和飛機結構設計人員統一認識，協同工作。

本文對飛機部件精加工工藝進行了總結、分析、歸納。闡述了飛機部件裝配精加工的作用與意義，簡單介紹了飛機部件精加工的方式，研究和提出了飛機部件精加工的結構條件，并特別提出了部件精加工時注意的幾個問題。

參考文獻：

[1]堵鵬.飛機部件裝配工藝數模構建技術研究[D].南京航空航天大學，2012.

[2]張開富.飛機部件裝配誤差累積分析與容差優化方法研究[D].西北工業大學，2006.

[3]高玉卿，李致和，王廷貴，趙立匡.飛機部件裝配工藝[J].航空工藝技術，1985，04：31-37，20.

[4]高紅.飛機部件柔性裝配技術應用及工藝設計[J].航空制造技術，2009，24：80-83，87.

[5]曾六生.飛機部件裝配精加工[J].航空制造技術，2002，10：63-66.

[6]胡火群.某型號飛機部件裝配的作業分析與研究[D].南京航空航天大學，2006.

[7]周養萍.飛機部件數字化裝配技術發展綜述[J].航空制造技術，2013，13：52-54.

[8]周養萍，亓江文.飛機部件數字化裝配技術研究現狀與思考[J].機械制造，2013，08：38-41.endprint