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现代飞机装配技术综述

摘要：飞机的装配过程是一项复杂的系统工程，飞机数字化装配技术更是涉及众多先进技术和装备，是机械、电子、控制、计算机等多学科交叉融合的高新技术。在飞机数字化装配技术体系中主要包含数字化协调技术、数字化测量技术、数字化仿真技术和自动化装配工装等方面的内容。基于MBD的装配技术是飞机数字化装配技术发展的新阶段和总趋势。

关键词：飞机装配；数字化；MBD

 

目录

1  飞机装配概述 2

1.1飞机装配的内容 3

1.2飞机装配的特点 3

1.3飞机装配应遵循的原则 3

（1）合理的装配过程。 3

（2）合理的装配定位方法。 4

（3）合理的工艺划分和分散装配。 4

（4）实现有节奏的装配，缩短生产周期。 4

（5）准确稳定的装配型架和夹具。 4

（6）装配的零件和组合件要有必要的协调性及互换性。 4

2  飞机设计对装配技术的影响 4

3  飞机装配中的互换协调技术 5

（1）协调准确度。 5

（2）关键特性。 5

（3）主几何和主工装。 6

（4）基于数字化标工定义的互换协调方法。 6

（1）协调原理。 7

（2）标准工艺装备。 7

（3）产品准确度的控制。 8

4  飞机装配中的数字化测量技术 9

4.1数字化测量技术的特点和优势 9

4.2飞机装配中应用的典型数字化测量系统 10

4.2.1激光跟踪仪测量系统 10

4.2.2三维激光扫描测量系统 11

4.2.3数字照相测量系统 11

4.2.4室内GPS(iGPS)测量系统 12

5  装配过程的数字化仿真技术 13

（1）装配干涉的仿真。 13

（2）装配顺序的仿真。 13

（3）人机工程的仿真。 13

（4）装配现场三维工艺布局仿真。 13

（5）可视化装配与人员培训。 14

6  飞机自动化装配装备以及先进装配方法 14

6.1飞机先进装配技术 14

6.1.1数字化自动钻铆技术 14

6.1.2自定位与无型架定位的数字化装配技术 15

6.2典型自动化装配系统 16

（1）翼面壁板装配用行列式柔性装配系统。 17

（2）机身超级壁板自动装配系统。 17

（3）机身大部件自动对接装配系统。 17

6.3飞机自动化装配装备的关键技术 18

（1）数字化柔性装配生产线规划技术。 18

（2）基于MBD 的设计制造一体化集成应用技术。 18

（3）柔性装配工艺装备设计制造技术。 18

（4）自动制孔连接技术。 18

（5）数字化测量技术。 18

6.4国内自动化装配技术应用现状 19

（1）大部件自动对接装配系统。 19

（2）机身部件柔性装配系统。 19

（3）机身部件自动制孔系统。 20

7  基于MBD的飞机数字化装配技术 20

7.1MBD的装配数据集 21

7.2基于MBD的数字化协调技术 22

（1）设计协调阶段。 22

（2）加工协调阶段。 23

（3）装配协调阶段。 23

7.3MBD的数字化测量装配技术 23

7.4基于数字化协调的阵列式装配技术 24

7.5MBD数据在飞机装配现场的应用 24

8  总结 25

参考文献 25

 

随着我国飞机重大型号工程实施，在融入国际航空产业链、数字化技术广泛深入应用等方面不断推进，我国的飞机设计与制造技术得到了飞速发展。在零件制造技术方面，近年来我国航空企业引进了大量先进的数控机床，通过多年的数控工艺与方法的研究与实践，基本掌握了大型复杂金属结构件的制造技术，使飞机零件数控加工能力全面提升，零件制造质量和效率大幅提高，零件制造技术已具备坚实的基础。

在装配技术方面，飞机装配是将零件、组件或部件按照设计和技术要求进行组合、连接形成高一级的装配件或整机的过程。飞机装配由于产品尺寸大、形状复杂、零件以及连接件数量多，其劳动量占飞机制造总劳动量的一半左右甚至更多。我国航空企业结合型号需求开展了壁板自动钻铆、大部件柔性对接等关键技术及装备的研究和应用，在数字化装配技术方面开展了有益的尝试和试验，但是对先进装配技术的研究还没系统化，未形成飞机数字化装配模式和体系，目前仍沿用根据实物样件以模拟量形式传递零部件的形状和尺寸、采用大量复杂刚性型架进行定位和夹紧的传统手工装配方法，装配精度、质量稳定性、装配效率等很难满足要求，国际适航认证获批艰难。因此飞机装配技术已成为制约我国飞机制造技术能力的瓶颈，发展飞机数字化装配技术迫在眉睫。

 

参考文献

[1] 范玉青. 飞机数字化装配技术综述[J]. 航空制造技术, 2006(10):44-48.

[2] 何胜强. 飞机数字化装配技术体系[J]. 航空制造技术, 2010(23):32-37.

[3] 唐水龙, 卢鹄. 飞机装配数字化协调与模拟量协调的对比分析[J]. 航空制造技术, 2012(10):26-29.

[4] 邹爱丽, 郭洪杰. 数字化测量技术及系统在飞机装配中的应用[J]. 航空制造技术, 2011(21):72-75.

[5] 许旭东, 陈嵩. 飞机数字化装配技术[J]. 航空制造技术, 2008(14):48-50.

[6] Hartmann J, Meeker C. Determinate Assembly of Tooling Allows Concurrent Design of Airbus Wings and Major Assembly Fixtures[J]. Society of Automotive Engineers, 2004(1).

[7] 郭洪杰. 新一代飞机自动化智能化装配装备技术[J]. 航空制造技术, 2012(19):34-37.

[8] 梅中义. 基于MBD的飞机数字化装配技术[J]. 航空制造技术, 2010(18):42-45.