飛機(jī)裝配協(xié)調(diào)技術(shù)的研究與分析

賈云龍

摘 要： 協(xié)調(diào)技術(shù)在飛機(jī)的制造中應(yīng)用很廣，同時(shí)也是非常重要的裝配方法，在飛機(jī)裝配中，通過(guò)將數(shù)字和協(xié)調(diào)技術(shù)的結(jié)合，使得飛機(jī)裝配變得更加精確，通過(guò)協(xié)調(diào)模型，分析飛機(jī)裝配協(xié)調(diào)要素、協(xié)調(diào)關(guān)系，裝配協(xié)調(diào)誤差與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，將飛機(jī)裝配零件裝配之間的誤差降到最小，精度最高。

關(guān)鍵詞： 協(xié)調(diào)模型；協(xié)調(diào)要素、協(xié)調(diào)關(guān)系；裝配協(xié)調(diào)誤差與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

1.協(xié)調(diào)模型

在飛機(jī)裝配中存在很多不協(xié)調(diào)的問(wèn)題，直接影響飛機(jī)的裝配質(zhì)量，不協(xié)調(diào)問(wèn)題包含飛機(jī)的零件、組件、鍛件、裝配工裝等，在飛機(jī)裝配工裝中的不協(xié)調(diào)問(wèn)題將影響飛機(jī)不能按照要求進(jìn)行裝配，飛機(jī)裝配中不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象主要是由于飛機(jī)零件的設(shè)計(jì)、零件加工、裝配、工裝的制造等，如圖1.1。

解決飛機(jī)裝配中不協(xié)調(diào)的問(wèn)題是保證飛機(jī)制造精度的一個(gè)重要步驟和內(nèi)容，飛機(jī)協(xié)調(diào)模型的建立是工藝中最頂層的控制文件，通過(guò)協(xié)調(diào)模型可以建立工藝總方案，模型中包含協(xié)調(diào)部件、協(xié)調(diào)內(nèi)容、協(xié)調(diào)方法、協(xié)調(diào)依據(jù)等。

協(xié)調(diào)模型是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型之上建立起來(lái)的，是用一個(gè)集成的三維模型來(lái)表達(dá)飛機(jī)產(chǎn)品尺寸與性質(zhì)傳遞過(guò)程中所用到的坐標(biāo)系、基準(zhǔn)系統(tǒng)及尺寸約束等完整信息，在飛機(jī)裝配中協(xié)調(diào)模型內(nèi)容包含很多，如圖1.2。

2.協(xié)調(diào)要素、協(xié)調(diào)關(guān)系

協(xié)調(diào)模型中協(xié)調(diào)要素是描述飛機(jī)零部件在加工與裝配中參與尺寸與性質(zhì)傳遞過(guò)程中的協(xié)調(diào)載體，在飛機(jī)裝配的不同階段，根據(jù)協(xié)調(diào)對(duì)象的不同，協(xié)調(diào)要素包含的內(nèi)容也會(huì)不同，幾何元素和屬性元素的內(nèi)容也會(huì)不同，如果飛機(jī)裝配協(xié)調(diào)模型中協(xié)調(diào)要素的尺寸、形狀等屬性發(fā)生變化，會(huì)直接影響飛機(jī)裝配中零件的裝配與控制。

飛機(jī)協(xié)調(diào)模型中協(xié)調(diào)關(guān)系是指飛機(jī)零件或工裝之間在尺寸與形狀傳遞過(guò)程中的制造、檢驗(yàn)、協(xié)調(diào)關(guān)系，這種協(xié)調(diào)關(guān)系直接反應(yīng)飛機(jī)另外的形狀與尺寸，協(xié)調(diào)關(guān)系的建立是根據(jù)飛機(jī)零件裝配過(guò)程為基礎(chǔ)，在結(jié)合飛機(jī)零件的層次與結(jié)構(gòu)在裝配中的關(guān)系，標(biāo)出協(xié)調(diào)要求的零件、組件、部件所需要的工藝裝備和檢驗(yàn)工藝。

3.裝配協(xié)調(diào)誤差與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

飛機(jī)裝配中協(xié)調(diào)模型中也會(huì)產(chǎn)生誤差，誤差的種類也很多，如下：

（1）零件加工誤差，該誤差會(huì)直接影響協(xié)調(diào)模型關(guān)系，同時(shí)這種誤差也是不可避免的，主要控制零件的尺寸誤差和形狀誤差；

（2）變形誤差，飛機(jī)零件有很多種，其中有些零件是薄壁零件，在零件裝配中，會(huì)因?yàn)閵A持、制孔、重力等，造成零件變形，產(chǎn)生誤差；

（3）配合定位誤差，在飛機(jī)裝配中零件在定位的時(shí)候，裝配零件和裝配工藝裝備上定位特征相貼合，會(huì)導(dǎo)致零件在定位中發(fā)生平移和轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生配合定位誤差；

（4）重定位誤差，在飛機(jī)裝配中定位會(huì)產(chǎn)生定位誤差，但是在不同的層次上，制造基準(zhǔn)和裝配定位不統(tǒng)一，在不同的裝配工位中定位也是不同的，但是一個(gè)零件的裝配中，上一個(gè)定位和下一個(gè)工位的定位有時(shí)候會(huì)相同，產(chǎn)生重定位誤差，如圖3.1。

上圖中，飛機(jī)裝配中單個(gè)裝配工位的裝配是由零件1和零件2組成的，工位k和工位k+1都是以零件1為定位基準(zhǔn)，在實(shí)際的裝配中，零件上的定位特征會(huì)使零件的制造基準(zhǔn)與裝配基準(zhǔn)不同，造成重定位誤差。

通過(guò)將飛機(jī)裝配中的尺寸和形狀與形狀傳遞過(guò)程需要的工藝信息，在配合裝配協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度，通過(guò)對(duì)協(xié)調(diào)要素、協(xié)調(diào)關(guān)系和協(xié)調(diào)方法，開(kāi)發(fā)一個(gè)協(xié)調(diào)模型信息的飛機(jī)數(shù)字裝配協(xié)調(diào)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)裝配的坐標(biāo)系建立，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)制造中尺寸與形狀的協(xié)調(diào)裝配。

在航空航天的制造中，飛機(jī)制造中的尺寸與形狀非常重要，通過(guò)CATIA V5R18為平臺(tái)，在通過(guò)組件應(yīng)用CAA為開(kāi)發(fā)工具，可以構(gòu)建飛機(jī)數(shù)字化裝配協(xié)調(diào)系統(tǒng)，系統(tǒng)分為支撐層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層三個(gè)層次。

結(jié)論

飛機(jī)裝配中，數(shù)字化協(xié)調(diào)模型的建立、以及在協(xié)調(diào)模型下的全數(shù)字量協(xié)調(diào)方法、定性定量相結(jié)合的協(xié)調(diào)模型，以上都是協(xié)調(diào)技術(shù)中的協(xié)調(diào)方法，現(xiàn)代飛機(jī)裝配中，大型飛機(jī)，新型戰(zhàn)斗機(jī)的裝配，需要協(xié)調(diào)技術(shù)來(lái)輔助裝配，協(xié)調(diào)技術(shù)涉及設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)以及裝配等，可以說(shuō)覆蓋整個(gè)飛機(jī)的制造。

參考文獻(xiàn)

[1]巖石.依然.大飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù).[J].航空制造技術(shù)，2010（18）：32-33.

[2]鄒冀華.劉志存.范玉清.大型飛機(jī)部件數(shù)字化對(duì)接裝配技術(shù)研究.[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng).2007，13（7）：1367-1373.

[3]劉忠梁.飛機(jī)裝配協(xié)調(diào)互換問(wèn)題與裝配型架設(shè)計(jì)安裝.[M].北京：航空工業(yè)出版社.1991.

[4]王巍.賀平.萬(wàn)良輝.飛機(jī)柔性裝配技術(shù)研究.[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造.2006，32：35-37.