飛機部件裝配容差的研究

孫堯

摘 要： 對于飛機的裝配是需要有合理的誤差，而對于飛機整體質量，合理的裝配容差是可以提高飛機的整體性能和研發(fā)成本，同時還能提高飛機的裝配效率，對于飛機裝配工藝中，怎樣去容差設計，選擇合理的裝配方法，可以通過容差建模的方法，通過裝配尺寸鏈，進行容差分析，從多個方面、多個角度進行分析，對于容差建模方法也是有很多種，像尺寸容差、行位容差和配合容差，通過對分機裝配誤差的設計和控制，將整體性能提升。

關鍵詞： 容差設計；容差建模；容差分析

1.容差設計

在飛機裝配中，容差設計是非常重要的，它可以影響很多，它與飛機的設計、工藝、裝配、制造的關系如圖1.1。

圖1.1 容差設計與飛機各步驟的聯(lián)系

飛機裝配容差設計需要先理解公差、容差、裝配容差的區(qū)別，公差是指設計中允許的形狀好尺寸的范圍，容差是指幾何形狀和尺寸變動的基準，裝配容差是轉配中限定的變量。

對于飛機裝配容差設計，分為以下四種階段：

第一階段，設計者通過相關資料，設計規(guī)范進行裝配容差設計；

第二階段，需要將上一步的設計容差進行分解；

第三階段，根據(jù)分配后的容差，對零件進行制造；

第四階段，根據(jù)制造后的零件，通過尺寸鏈進行計算累計誤差，最終通過修配和返工的方法對零件進行處理。

2.容差建模

容差建模是通過計算機對幾何形狀和尺寸進行分析，容差建模的方法有基于B-rep的容差法和基于CSG的容差法。

基于CSG的方法是V-graph的數(shù)據(jù)結構，如圖2.1。

V-graph的數(shù)據(jù)結構分為基準系統(tǒng)層、特征與屬性層、名義實體層，而容差信息是通過物體的特征在特征屬性層中進行表示，它的圖形是通過基本圖形通過正則交、并、差形成的。

B-rep是提出了EDT模型，如圖2.2。

該數(shù)據(jù)模型是通過D和T節(jié)點、DRF節(jié)點、ED節(jié)點，D和T節(jié)點用于建立基本B-rep的連接，DRF節(jié)點用于建立尺寸容差定義的基準，ED節(jié)點用于存放D和T的值。針對于以上兩種方法，又綜合出現(xiàn)了TTRS容差法，這種是基于公差信息表示的算法流程，如圖2.3。

表示的算法流程

3.容差分析

容差分析是通過計算機算法對零件誤差和裝配容差進行分析，容差分析的方法有以下幾種：

人工計算容差分析法，它是從以前手工計算方法上提高的，這種方法是通過圖表和數(shù)學公式進行分析。

極值容差分析法，這種方法是通過尺寸鏈組成環(huán)尺寸處于極大極小的情況下來計算尺寸鏈尺寸容差。

統(tǒng)計容差分析方法，它是將零件的加工尺寸作為隨機變量，在通過統(tǒng)計分布，通過組成環(huán)的統(tǒng)計分析，實現(xiàn)封閉環(huán)容差的統(tǒng)計分析。

結束語

現(xiàn)在飛機制造中，設計者開發(fā)了飛機部件裝配容差系統(tǒng)，通過這個系統(tǒng)可以對飛機部件和模塊裝配進行設計，通過結構、功能的設計，裝配流程的研究，在結合一些高科技軟件，完成對飛機裝配誤差的控制和計算出容差，現(xiàn)代飛機裝配容差的設計，提出了裝配容差不同目標的優(yōu)化方法，建立了不同裝配性能、加工成本的優(yōu)化模型，對于飛機每個部件的裝配都做到監(jiān)控，最后通過閉環(huán)的處理方法將最終目標實現(xiàn)。

參考文獻

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