飛機(jī)裝配工藝課件-2

1、三、飛機(jī)制造裝配中的互換和協(xié)調(diào),飛機(jī)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)飛機(jī)制造的特點(diǎn)飛機(jī)生產(chǎn)的模式保證協(xié)調(diào)性和互換性是飛機(jī)制造裝配中的主要矛盾和中心問題！,質(zhì)量要求成本要求,,,（一）互換和協(xié)調(diào)的基本概念,飛機(jī)批量生產(chǎn)要求其結(jié)構(gòu)零、組、部件具有一定的互換性和嚴(yán)格的協(xié)調(diào)性。 互換性是產(chǎn)品相互配合部分的結(jié)構(gòu)屬性，它指同名零、組、部件在幾何尺寸、形位參數(shù)和物理、機(jī)械性能各方面都能相互取代而具有的一致性。 協(xié)調(diào)性指有協(xié)調(diào)關(guān)系（配合、對應(yīng)關(guān)系等

2、）的幾何尺寸、形位參數(shù)都能兼容而具有的一致性。,協(xié)調(diào)性是保證互換性的必要條件；達(dá)到了協(xié)調(diào)性的結(jié)構(gòu)元件，并非都具有互換性；達(dá)到了互換性的結(jié)構(gòu)元件，必然具有協(xié)調(diào)性。(舉例說明:齒輪與主軸的配合）飛機(jī)制造裝配的經(jīng)驗(yàn)證明，單純靠采用公差配合制度和各種傳統(tǒng)的通用量具很難保證上述飛機(jī)制造的互換協(xié)調(diào)要求。,分類,,,,,,按性質(zhì)分類,,使用互換性生產(chǎn)互換性,,,,,外部互換性內(nèi)部互換性,,,,,完全互換不完全互換（替換）,按互換部位,按互換

3、級別,,,,互換性的分類,使用互換性：為了保證飛機(jī)的正常使用，對在使用中可能損壞的機(jī)體部件、組合件（如機(jī)翼、尾翼、活動(dòng)面、各種艙門、口蓋）或成品件（如發(fā)動(dòng)機(jī)、特種設(shè)備、儀表、油箱等），要求具有不經(jīng)挑選和補(bǔ)充加工就能更換，并在更換后不影響飛機(jī)使用性能的要求。,生產(chǎn)互換性：為了保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，對飛機(jī)的零件、裝配件、段件和部件在裝配或?qū)訒r(shí)，不經(jīng)挑選或修配就能滿足裝配或?qū)右蠖挥绊懏a(chǎn)品裝配質(zhì)量的特性。要求具有生產(chǎn)互換性的范圍比使用互換

4、性的范圍要廣得多。,外部互換性：機(jī)體和成品件的互換性。內(nèi)部互換性：機(jī)體內(nèi)各結(jié)構(gòu)單元的互換性。,不完全互換（替換性）：更換某些具有復(fù)雜配合形狀的組合件或部件，允許在現(xiàn)場進(jìn)行修配或補(bǔ)充加工來達(dá)到使用要求。,（二）飛機(jī)制造中的互換要求,1.氣動(dòng)力外形的互換要求 －－組合件和部件本身的氣動(dòng)力外形互換 －－組合件、部件與相鄰件相對位置技術(shù)要求2.部件對接接頭的互換要求 －－對接配合部位的協(xié)調(diào)要求 －－

5、對接處間隙要求 －－對接處切面外形吻合性要求3.強(qiáng)度互換要求4.重量（包括重心）互換要求,四、保證互換協(xié)調(diào)的尺寸傳遞原理 1.保證協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度的基本方法,2.按獨(dú)立制造原則進(jìn)行協(xié)調(diào),3.按相互聯(lián)系原則進(jìn)行協(xié)調(diào),4.按相互修配原則進(jìn)行協(xié)調(diào),5.三種尺寸傳遞原則的應(yīng)用,從保證飛機(jī)產(chǎn)品幾何準(zhǔn)確度的角度看，產(chǎn)品的制造過程就是將產(chǎn)品圖樣上的理論尺寸以最小的誤差傳遞到產(chǎn)品上去的過程。傳統(tǒng)的飛機(jī)制造模式中，飛機(jī)零件大多為鈑金件，不能

6、用一般的機(jī)械加工方法來制造，而是利用大量的標(biāo)準(zhǔn)和專用的工藝裝備來制造，這些工藝裝備能以實(shí)物模擬量體現(xiàn)產(chǎn)品的尺寸和形狀。在將這些零件裝配成組合件和部件時(shí)，其裝配準(zhǔn)確度和互換性的保證方法也不能像一般機(jī)械產(chǎn)品那樣靠零件的制造準(zhǔn)確度本身來保證，而必須要裝配工藝裝備來保證。,在飛機(jī)制造中，將產(chǎn)品理論尺寸傳遞到工藝裝備上去往往要經(jīng)過很多傳遞環(huán)節(jié)和多次反復(fù)移形過程。在制訂產(chǎn)品的裝配和協(xié)調(diào)方案時(shí)，要注意選擇合理的、能保證各類工藝裝備協(xié)調(diào)的尺寸傳遞體系（

7、協(xié)調(diào)路線）。,工藝裝備的協(xié)調(diào)路線是：根據(jù)所采用的尺寸傳遞體系說明，由產(chǎn)品圖紙通過實(shí)物模擬量（模線、樣板、標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備）或數(shù)字信息（產(chǎn)品幾何數(shù)學(xué)模型），將機(jī)體上某一配合或?qū)硬课恢幸粋€(gè)或一組協(xié)調(diào)的尺寸和形狀，傳遞到有關(guān)工藝裝備上去的傳遞環(huán)節(jié)、傳遞關(guān)系和傳遞流程圖。,1.保證協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度的基本方法,無論是采用一般機(jī)械制造中的公差配合制度，還是采用模線樣板方法作為飛機(jī)制造中保證互換性的方法，產(chǎn)品互換性的基礎(chǔ)都是保證制造準(zhǔn)確度與協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度。,圖紙

8、,量具,工藝裝備,產(chǎn)品,尺寸傳遞過程,制造準(zhǔn)確度：飛機(jī)零件、組合鍵或部件的制造實(shí)際形狀和尺寸與飛機(jī)圖紙上所規(guī)定的公稱尺寸相符合的程度；協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度：兩個(gè)相配合的零件、組合件或部件之間配合部分的實(shí)際形狀和尺寸相符合的程度。為保證飛機(jī)裝配質(zhì)量，在飛機(jī)制造中首要保證協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度；零部件的制造準(zhǔn)確度越高，裝配時(shí)的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度越高；,,顯然要使兩個(gè)相互配合的零件的同名尺寸相互協(xié)調(diào)，它們的尺寸傳遞過程之間就必然存在一定的聯(lián)系。如圖所示，零件A和零件

9、B是要相互協(xié)調(diào)的。假定LA和LB是協(xié)調(diào)尺寸，則它們的形成經(jīng)過了許多次尺寸傳遞，其中有的是兩個(gè)尺寸公共的環(huán)節(jié)，有的尺寸是兩個(gè)尺寸各自的環(huán)節(jié)，后者將產(chǎn)生兩個(gè)尺寸的協(xié)調(diào)誤差ΔAB。,保證協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度的基本方法,聯(lián)系因數(shù)K（表示兩個(gè)零件在尺寸傳遞過程中的聯(lián)系緊密程度）：,m＝1,獨(dú)立制造原則；m↑, 相互聯(lián)系原則；m→1，即m=min(n1,n2),且n2＝n1+1(或n1＝n2+1),相互修配原則。,,2.按獨(dú)立制造原則進(jìn)行協(xié)調(diào),制造誤差的

10、方程式可以寫成下列形式：,,因此，A和B零件尺寸的協(xié)調(diào)誤差可由下式確定：,協(xié)調(diào)誤差帶公式為：,L1LiLn,L1LiLn,L1LiLn,L1LiLn,相互配合的零件，按獨(dú)立制造原則進(jìn)行協(xié)調(diào)時(shí)，協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度實(shí)際上要低于各個(gè)零件本身的制造準(zhǔn)確度。為保證兩個(gè)零件具有比較高的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度，就要求各個(gè)零件應(yīng)具有更高的制造準(zhǔn)確度。,按獨(dú)立制造原則進(jìn)行協(xié)調(diào),3.按相互聯(lián)系原則進(jìn)行協(xié)調(diào),當(dāng)零件按相互聯(lián)系制造原則進(jìn)行協(xié)調(diào)時(shí)，零件之間的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確

11、度只取決于各零件尺寸單獨(dú)傳遞的那些環(huán)節(jié)，尺寸傳遞過程中的公共環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確度并不影響零件之間的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度。,制造誤差的方程式可寫成下列形式：,,因此，A和B零件尺寸的協(xié)調(diào)誤差可由下式確定：,協(xié)調(diào)誤差帶公式為：,,按相互聯(lián)系原則進(jìn)行協(xié)調(diào),如果其它條件相同，采用獨(dú)立制造和相互聯(lián)系制造兩種不同的協(xié)調(diào)原則時(shí)，即使零件制造準(zhǔn)確度相同，但卻得到不同的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度。按相互聯(lián)系制造原則能得到更高的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度。而且在尺寸傳遞過程中公共環(huán)節(jié)越多，協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度也就越

12、高。,,采用相互修配原則進(jìn)行協(xié)調(diào)時(shí)，協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度僅決定于將A零件的尺寸傳遞給B零件時(shí)這一環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確度。,4. 按相互修配原則進(jìn)行協(xié)調(diào),這種協(xié)調(diào)原則的聯(lián)系系數(shù)K最大。在一般情況下，這種協(xié)調(diào)原則比按相互聯(lián)系制造原則能夠達(dá)到更高的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度。,制造誤差的方程式可寫成下列形式：,A和B零件尺寸的協(xié)調(diào)誤差可由下式確定：,協(xié)調(diào)誤差帶公式為：,按相互修配原則進(jìn)行協(xié)調(diào),按相互修配原則進(jìn)行協(xié)調(diào),5.三種尺寸傳遞原則的應(yīng)用,根據(jù)飛機(jī)構(gòu)造和制造特點(diǎn)，對于與氣動(dòng)

13、外形有關(guān)的零件，要達(dá)到較高的制造準(zhǔn)確度比較困難，或者在經(jīng)濟(jì)上不合理。但是為了保證互換，首先必須保證協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度。實(shí)際上，在飛機(jī)生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題大量是協(xié)調(diào)方面的。若采用獨(dú)立制造原則，為達(dá)到協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度要求，就必須對零件制造準(zhǔn)確度提出更高的要求。這一點(diǎn)用目前常規(guī)的制造方法難以做到。,三種尺寸傳遞原則的應(yīng)用,形狀復(fù)雜的零件采用相互聯(lián)系制造原則。在制造過程中，將那些技術(shù)難度大、制造準(zhǔn)確度不可能達(dá)到很高的環(huán)節(jié)，作為尺寸傳遞的公共環(huán)節(jié)，這樣就能顯著地提

14、高零件之間的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度。由于飛機(jī)構(gòu)造上的特點(diǎn)，采用這種原則保證協(xié)調(diào)具有特別重要的現(xiàn)實(shí)意義。而獨(dú)立制造原則僅適用于那些形狀比較簡單的零件，如起落架、操縱系統(tǒng)等機(jī)械加工件零件。,三種尺寸傳遞原則的應(yīng)用,采用獨(dú)立制造原則便于組織生產(chǎn)，能夠平行、獨(dú)立地制造零件、組合件或部件，以及各種工藝裝備。故擴(kuò)大了制造工作面，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，也便于開展廣泛的合作。而當(dāng)采用相互聯(lián)系制造原則時(shí)，生產(chǎn)中所用的工藝裝備都必須按一定的協(xié)調(diào)關(guān)系依次制造，顯然使生

15、產(chǎn)周期加長。,三種尺寸傳遞原則的應(yīng)用,按相互修配原則進(jìn)行協(xié)調(diào)，雖然能夠保證零件之間有很好的協(xié)調(diào)性，但不能達(dá)到零件互換性的要求。同時(shí)，修配勞動(dòng)量達(dá)，裝配周期長。只有在其它協(xié)調(diào)原則在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都不合理，而且不要求零件具有互換性時(shí)，才采用這種協(xié)調(diào)原則。一般在飛機(jī)成批生產(chǎn)中盡量少用，在飛機(jī)試制中應(yīng)用較多。,CAD/CAM技術(shù)的迅速發(fā)展,為在飛機(jī)制造中廣泛使用獨(dú)立制造原則創(chuàng)造了條件。飛機(jī)的外形可以通過建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型來準(zhǔn)確地加以描述，飛機(jī)結(jié)

16、構(gòu)件的幾何形狀和尺寸也可以存貯在計(jì)算機(jī)里。在此基礎(chǔ)上，產(chǎn)品的幾何信息就直接傳遞給計(jì)算機(jī)繪圖設(shè)備和數(shù)控加工設(shè)備，以輸出圖形和進(jìn)行加工。,五、飛機(jī)裝配準(zhǔn)確度的協(xié)調(diào)系統(tǒng),對協(xié)調(diào)路線的設(shè)計(jì)要求用模線－樣板方法協(xié)調(diào)產(chǎn)品的形狀和尺寸是飛機(jī)制造的特點(diǎn)。從飛機(jī)圖紙傳遞形狀和尺寸到所制造的零件與產(chǎn)品上的過程中，伴隨著形狀和尺寸的轉(zhuǎn)移，誤差積累，最終得到產(chǎn)品的最后形狀和尺寸。由此可見，協(xié)調(diào)路線設(shè)計(jì)得如何，直接影響到產(chǎn)品得準(zhǔn)確度－制造準(zhǔn)確度和協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度，因

17、此，對尺寸傳遞體系的基本要求是：保證飛機(jī)零件、組合件、段件和部件的互換性，即保證它們主要的幾何參數(shù)--------外形、接頭和分離面的互換性。從模線、樣板、工藝裝備直到零件的形狀和尺寸，其傳遞環(huán)節(jié)應(yīng)盡可能少，且這些環(huán)節(jié)的誤差量為最小，而其中公共環(huán)節(jié)的數(shù)量為最大。,設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)路線應(yīng)特別注意保證基準(zhǔn)零件或組合件的準(zhǔn)確度。在裝配時(shí)，如果以蒙皮表面為基準(zhǔn)在裝配型架內(nèi)定位，那么必須保證制造蒙皮的工藝裝備和裝配型架能很好地協(xié)調(diào)；如果以零件骨架為

18、基準(zhǔn)在裝配型架內(nèi)定位，則要注意零件骨架外形和裝配型架卡板能很好地協(xié)調(diào)；如果按裝配孔裝配，則必須保證制造基準(zhǔn)零件的工藝裝備之間的協(xié)調(diào)。在飛機(jī)生產(chǎn)中，以模線樣板為基礎(chǔ)的工件、工藝裝備以及它們之間在幾何形狀與尺寸上的協(xié)調(diào)系統(tǒng)，可大致歸結(jié)為模線樣板－標(biāo)準(zhǔn)樣件、模線樣板－局部標(biāo)準(zhǔn)樣件兩種典型的協(xié)調(diào)系統(tǒng)。,模線樣板－標(biāo)準(zhǔn)樣件協(xié)調(diào)系統(tǒng) ～～適于成批生產(chǎn)小型飛機(jī),模線樣板－局部標(biāo)準(zhǔn)樣件協(xié)調(diào)系統(tǒng) ～～廣泛應(yīng)用,以飛機(jī)外形的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)系統(tǒng)－－數(shù)