飛機鈑金支架設計方法探討

王厚閩

【摘 要】以飛機電子電器支架為例，對飛機鈑金件的設計方法思路及存在的問題進行探討和總結。

【關鍵詞】飛機；鈑金件；設計

中圖分類號： V261.28 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）23-0062-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.23.024

【Abstract】Taking the aircraft electronic and electrical bracket as an example， the design method and existing problems of the aircraft sheet metal parts are discussed and summarized.

【Key words】Aircraft；Sheet metal；Design

飛機鈑金零件品種多，每種數量少，為了讓鈑金零件有更好的工藝性，不僅要用性能優良的原材料，合理選擇工藝方法來滿足零件設計的要求。[1]最重要的是從設計源頭提高鈑金零件的設計水平，減少在工藝審查中因為鈑金件工藝性差導致零件重新設計。

在設計飛機的過程中，無論是軍機還是民用飛機都會大量使用鈑金支架。飛機上的內飾、電線電纜、液壓管路和電子電器設備等都需要通過支架與飛機主結構相連。因此，飛機設計人員必須掌握飛機鈑金支架的設計方法，在提升產品設計質量的同時考慮到減重及零件的工藝性，避免因鈑金支架的問題造成飛機增重，甚至是主要系統發生故障。

1 飛機鈑金支架設計流程

1.1 系統專業輸入

在飛機的設計中，內飾、電線電纜、液壓管路和電子電器設備等專業都會向支架設計工程師提出輸入條件及打樣數模，例如：孔的位置，電搭接和功能等要求。

1.2 合理性分析

支架設計人員根據輸入條件及打樣數模，分析打樣數模在機體結構上安裝位置是否合適，要求是否合理。如果分析不可行則需要反饋提出輸入條件的專業部門。

1.3 利用現有零件

飛機設計中會使用數個系列的標準支架。在設計的過程中，首先考慮使用標準支架。其次考慮本模塊中已經設計完成的支架。最后考慮設計新的支架。

1.4 設計鈑金零件

設計人員根據鈑金件功能選擇不同材料，一般材料鋁合金材料，對于有防火需求，會選用鈦合金材料。在保證功能和強度的情況下，使用厚度較小的材料，保證零件重量較少。鈑金件與不同材料結構件連接，需要選用不同大小和種類的緊固件，選用的緊固件直徑越大，零件也會越大，在設計完零件后要去掉零件多余重量。核對彎曲半徑及翻邊高度，不同材料不同規格不同狀態的彎曲半徑不同，具體尺寸見相應材料的工藝規范，只能取比手冊大的值不能小。[2]

1.5 工藝性分析

在設計的過程中要考慮鈑金件的工藝性，但由于設計過程中，由于飛機結構限制、所處空間的限制，設計人員會第一時間考慮作圖的方便性，從而忽略了工藝的可行性及工藝實現的難度。因此，在發出圖紙之前必須對圖紙進行分析，看能否對產品做一些設計上的改進，以使生產更為經濟。[3]例如：鈑金件圓角尺寸選用與下料銑常用刀具直徑匹配，不設計過小的圓角直徑。飛機鈑金件生產數量有限，優先采用低成本的折彎工藝、其次橡皮囊成型工藝，最后考慮沖壓工藝。檢查支架緊固件是否與周圍零件干涉，拆裝是否方便。

1.6 強度分析

用專門的分析軟件對鈑金件進行強度分析，如果強度不合格，強度專業會給出意見，由支架專業設計師重新設計。

1.7 工藝審查

工藝部門根據現場的制造能力和制造情況，給出專業意見。支架設計師采納合理意見對鈑金件進行合理的修改。

2 電子電器支架設計

（1）根據電子電器專業的輸入條件及打樣數模設計支架，保證電器儀表放置合適位置。

（2）分析位置是否合理，與結構上的其他位置是否干涉。

（3）現有的標準支架規格比較小，不適合作為電器支架。

（4）根據所在區域選擇常規厚度鋁合金材料，支架連接的結構件為鋁合金，采用4號釘，根據鉚釘直徑選擇合適的翻邊高度，設計完成后在保證強度的基礎上。去除多余的零件材料。零件圖見圖1。

（5）對做好零件進行檢查，是否符合工藝性。此零件由于彎邊弧度過大，橡皮囊成型容易撕裂，成品率較低，加工成本高。為了降低零件制造工藝難度同時降低制造陳本，將一個支架拆分成兩個使用折彎工藝支架和兩個連接平板零件，通過鉚釘相連，見附圖2。

（6）強度專業對四個支架進行強度分析滿足強度要求。

（7）現場工藝對零件的工藝性進行確認檢查。

3 航空鈑金件設計應注意問題

（1）認真閱讀輸入條件，對打樣數模自行研究，弄明白主要的技術條件。防止因理解錯誤導致空位布置位置錯誤。

（2）加載最新有效結構數模，防止因為結構數模改變造成鈑金件設計錯誤。

（3）不同的材料相連選擇不同的規格不同種類的緊固件。

（4）考慮零件的制造工藝性及裝配工藝性。

（5）在保證強度基礎上減輕零件重量。

4 結束語

航空鈑金支架不單是連接電線電纜或承載液壓管路，而是具有多種功能的特殊模塊，在設計中要考慮周到全面，輸入條件和打樣數模要求識別要完整，與之相連的支架空間周圍的狀態要清楚。本文探討了飛機鈑金支架的一般設計流程方法，總結航空鈑金支架設計中應注意的問題，通過實例對設計流程進行解釋。航空鈑金支架變化多端，設計出最優的支架是飛機設計師的不斷追求，設計者在吸收前人優秀的設計方法和思路結合現有最新的設計思路和零件制造工藝，根據現有條件作出最合理的鈑金支架。

【參考文獻】

[1]程寶蕖，趙謙仁，等.飛機構造工藝性，北京：國防工業出版社，1990.

[2]方文修.飛機制圖與零件設計，香港：新興圖書公司，1974.

[4]英國霍克西德利飛機公司工藝手冊.