飛機壁板件裝配工藝研究

戰鑫銘

摘 要： 隨著科技的發展，對飛機的性能要求越來越高，對其制造準確度提出了很高的要求，飛機壁板件由弱剛性薄壁件構成，薄壁件因其特征易引起偏差，進而影響最終產品的裝配質量。本文以飛機制造中典型的壁板件為例，提出了壁板件的機構組成，給出了各部分零件的特征，并提出了一種可行的壁板件裝配工藝。

關鍵詞： 壁板件結構;壁板件裝配工藝

1.壁板件結構組成

如圖1.1所示，飛機典型壁板件主要由蒙皮、長桁、角片和鈑金框組成：

（1）蒙皮

蒙皮通常由厚度2mm左右的鋁鋰合金制成的一種薄壁件。蒙皮構成了飛機的氣動外形，并保持機體表面光滑，在其表面起到“薄膜”效應。蒙皮可將內壓載荷、垂直及水平方向的剪力和彎矩等載荷傳遞給機身骨架。

（2）長桁

長桁通常由厚度為1.3mm左右的鋁鋰合金制成，截面為字母Z形。長桁與蒙皮組成加強構件承受機身彎矩引起的軸向力和局部氣動力引起的剪力，長桁承擔作用在蒙皮的部分載荷并將其傳遞給其它機身骨架。長桁對蒙皮起到加強作用，可提高蒙皮承受壓力以及剪力時的失穩臨界應力。

（3）角片

角片通常用鋁合金制成，厚度為2mm左右。在壁板件結構中角片分別與蒙皮、長桁和鈑金框相鉚接。其作用：a.使相關部件的尺寸定位得到一定的補償;b.將壁板件垂直方向上的載荷傳遞給鈑金框，并有助于長桁分布排列。

（4）鈑金框

鈑金框通常由厚度為1.7mm左右的鋁合金材料制成，截面為字母Z形。鈑金框有普通框和加強框兩種，鈑金框通過角片和蒙皮以及長桁連接，用于保持壁板件的截面外形并且固定蒙皮和長桁。鈑金框將集中載荷通過角片以剪流形式分散傳遞給機身蒙皮，并可防止壁板件在縱向壓縮載荷作用下可能發生的彈性失穩。

2.壁板件裝配工藝

壁板件通常由數量較多的弱剛性鈑金件組成，弱剛性薄壁件裝配時產生變形而導致裝配偏差，為保證裝配精度需要專門的裝配型架（夾具）來定位夾緊，以確定各零件間的相對位置，保證壁板件具有準確的尺寸和氣動外形。

內外卡板定位零件、用內型卡板定位、用包絡板定位、按裝配孔定位是壁板件常用的裝配方法。內型卡板定位法具有型架結構相對簡單、操作比較方便的特點，如圖2.1所示。傳統的內型卡板不但可以對蒙皮內表面進行定位，而且還可以通過安裝在內型卡板上的定位夾緊件對長桁、角片和鈑金框這些骨架零件進行定位夾緊。這種傳統的方式進行零件的定位需要大量的定位夾緊工裝，勢必會增加制造成本、提高裝配型架安裝的難度。為避免該問題，本文提出以蒙皮、長桁、角片和鈑金框各零件間自定位的方式進行裝配，各零件間通過確定性定位孔（DA孔）定位（如圖2.2），并臨時緊固然后再進行相應的鉚接工序。以DA孔這種方式進行裝配在實現工裝需求量的最小化的基礎上提高了壁板件的裝配效率。

壁板件具體的裝配工藝流程如下：

（1）首先利用工藝耳片將蒙皮安裝在型架上，蒙皮內形通過內型卡板確定，并用綁帶夾緊。內型卡板數量較多，需要先將長桁放入內型卡板的缺口上，以防止其安裝困難;

（2）其次通過DA孔緊靠蒙皮內形將長桁定位，并用臨時緊固件將蒙皮與長桁緊固;

（3）再次角片通過DA孔緊靠蒙皮內形定位，并用臨時緊固件將長桁與蒙皮緊固;

（4）長桁、角片在蒙皮上定位后，需要做如下鉚接：長桁與蒙皮、角片與蒙皮、角片與長桁;

（5）最后鈑金框通過DA孔在相應的角片上進行定位并臨時緊固，然后進行鈑金框與角片的鉚接。

結論

本文介紹了飛機用壁板的典型結構并分析了其特征，給出了壁板件的裝配工藝以及流程，可作為高精度裝配的理論基礎。

參考文獻

[1] 田兆青. 轎車車身裝配偏差流的狀態空間建模方法及應用基礎研究[D]. 上海交通大學，2008.

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