飞机口盖装配型架说明书.docx

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1、装配工艺课程设计说明书学院：航空航天工程学部专业：飞行器制造工程班级：班学号：姓名：指导教师：装配工艺课程设计任务书航空航天工程学部学院飞行器制造工程专业班级班姓名课程设计题目：飞机口盖装配型架课程设计时间：年月日起至年月日课程设计的内容及要求：(-)基本内容：1、了解CAD建模规则，了解数字化设计方法；2、熟悉CATIA软件；3、对所给的飞机装配件进行工艺性分析；4、对飞机副翼装配件夹具进行方案论证，包括定位方式，加紧方式，安装形式和安装顺序等；5、对飞机副翼装配件夹具进行详细设计；6、对夹具进行三维建模；7、绘制夹具二维装配工程图及主要非标零件工程图，零件图不少于3张；8、完成设计说明书1

2、篇，要求不少于5000字。(二)课设要求：1、按时完成课程设计；2、型架设计图纸应符合相关标准；3、编写设计说明书应规范并打印。（）主要参考书：1王云渤，飞机装配工艺学M,北京：国防工业出版社，1990.2西北工业大学画法几何及机械制图编制组，画法几何及机械制图，西安：陕西科学技术出版社，1992.3航空制造工程手册总编委会主编，航空制造工程手册一飞机工艺设备，北京：航空工业出版社，1994.E4中国航空航天工业部，航空工业标准，飞机装配夹具零组件,北京：中国航空航天部，1989.（四）评语：（五）成绩：指导教师负责教师学生签名摘要匕机装配一般采用型架装配，它能保证产品的准确度和互换性,又能改

3、善劳动条件，提高装配工作生产率，降低成本。本文以某机口盖为例，比较详细地介绍了装配型架设计的过程和一些需要注意的问题。设计标准是既要保证装配件定位准确度及互换性的要求，还要保证工人进行装配操作时的便捷性及工件能够顺利出架。最后设计该框的协调路线图和制定工艺规程。关键词：装配；型架；定位件；夹紧件；卡板；定位基准课设设计目录目录第一章引言2第二章装配件的工艺分析32. 1飞机口盖的结构分析32. 2工艺分离面的选择5第三章装配型架及其零件设计63. 1装配型架的主要用途63. 2装配型架的典型布置63. 3装配型架的设计原则73. 4装配型架方案的提出与确定83.5 装配型架结构设计IO3. 5

4、.1骨架的设计104. 5.2卡板的设计105. 5.3定位夹紧件的设计与选择I16. 5.4卡板与型架之间的连接133.6 选择工件的定位基准133.7 工件的出架形式14第四章型架的安装与检验164. 1安装方法的选择161 .1.1标准样件安装方法优点164 .1.2标准样件安装方法缺点164.2型架的安装过程164.2.1型架骨架的装配164.2.2标准样件在型架中的定位174.3型架的检验17第五章协调产品形状和尺寸的模线及温度对型架的影响185.1 模线一样板法的实质185.2 典型装配夹具的分类及其结构185.3 温度对翼肋装配型架准确度的影响185. 3.1不同材料在不同温度下

5、形成的尺寸误差186. 3.2地坪的热膨胀系数及其对型架准确度的影响197. 3.3减少热膨胀协调误差的方法19第六章装配型架工艺规程20第七章协调路线21总结22参考文献1附录11附录22第一章引言飞机装配型架是飞机制造过程中必不可少的工艺装备，其设计制造周期及精度极大地影响了飞机制造周期和产品品质。现代飞机的制造过程包括许多阶段,其中之一既是装配，在此阶段组装隔板、壁板、部件、飞机各锻件，以及相互对接、调整与检查。飞机制造中装配工作量占直接制造（即不包括生产准备、工艺装备制造）工作量的50%70%,现代飞机的零件连接方法以钾钉连接为主，在重要接头处还应用螺栓连接。这种连接方法简便可靠，但是

6、钻孔、钏接多是手工操作，工作量很大。应用自动压制机可以提高钾接生产率，改进钾接质量，同时也可改善装配工人的劳动条件。为了增加使用成组压抑的比例，要在构造上将飞机各部件分解成许多壁板件。飞机部件装配和总装工作，手工劳动是主要工作方式。加之飞机制造中要使用大量的成形模胎、模具、装配型架和供协调用的标准工艺装备（样板、标准样件等），使得生产准备工作十分繁重，飞机生产的周期比较长。应用计算机辅助设计和制造技术可以提高飞机生产的自动化程度，大量压缩生产准备工作量和缩短飞机生产的周期。飞机的装配是按构造特点分段进行的，首先将零件在型架中装配成翼梁、框、肋和壁板等构件，再将构件组合成部段（如机翼中段、前缘，

7、机身前段、中段和尾段等）。最后完成一架飞机的对接。装配中各部件外形靠型架保证，对接好的全机各部件相对位置,特别是影响飞机气动特性的参数（如机翼安装角、后掠角、上反角等）和飞机的对称性，要通过水平测量来检测。在各部件上都有一些打上标记的特征点，在整架飞机对接好后，用水平仪测出它们的相对位置，经过换算即可得到实际参数值。总装工作还包括发动机、起落架的安装调整,各系统电缆、导管的敷设，天线和附件的安装，各系统的功能试验等。总装完成后，飞机即可推出外场试飞。通过试飞调整，当飞机各项技术性能指标达到设计要求时即可交付使用。第二章装配件的工艺分析2.1飞机口盖的结构分析由于飞机内部系统复杂，往往有一些系统

8、组件需要设计安装在机身蒙皮上，这必然会在机身蒙皮上形成开口，同时又由于飞机气动设计的要求，这些系统开口必须以口盖的形式封闭起来。因此,在机身蒙皮设计时系统口盖的设计显得尤为重要.由于此机身舱门口盖主体部分为平滑曲面，因此其外层主要受到由于其气动外形而产生的阻力和摩擦力，其内层通过钾接的方式与内部的一系列零件连接起来，主要受到剪切应力和挤压应力。由于主体面是复杂曲面，加工时可选择拉形生产工艺。各个部分通过钾钉连接且曲面复杂不易配合，所以要预先设置坐标定位孔方便后续的定位和装配。图2-1飞机口盖整体结构如图2.1所示，口盖主要由一系列曲面板材和支撑零件配合而成，主要受力部位为各零件贴合和连接部位，

9、其中定位件为最简单受力件，其材料主要是高强度铝合金。口盖各部分零件的结构如下图所示:图2-2盖蒙皮图2-3口盖盖板图2-4盖上蒙皮图2-5口盖支撑梁22工艺分离面的选择飞机结构上形划分为许多部件和可卸件后，在部件与部件间，部件与可卸件间在结构成了分离面，因这种分离面是为结构和使用需要而取的，故称为设计或使用分离面。这种分离面一般采用可卸连接，以便在使用和维护过程中迅速拆卸和重新安装。为了生产的需要，需将飞机结构进一步划分，即将部件进一步划分为锻件，锻件进一步划分成板件，组合件等各种装配单元，这种为满足生产需要而划分的分离面称为工艺分离面，工艺分离面一般采用不可卸连接。第三章装配型架及其零件设计

10、3.1 装配型架的主要用途1、保证产品的准确度及互换性。即保证进入装配的零件、组合件、板件或段件在装配时定位准确，保持其正确形状和一定的工艺刚度，以便进行连接，在装配过程中限制其连接变形，使连接装配偶的产品符合图纸及技术条件的要求,即满足产品准确度及互换协调的要求。2、改善劳动条件、提高装配工作生产率，降低成本。由于飞机形状复杂，刚度又小，在飞机装配工作中采用型架，就更能发挥夹具定位夹具迅速可靠的效果。通过装配型架将工件安放在适当的工作位置，操作方便，提高工作效率。3.2 装配型架的典型布置工件在型架中的放置状态应使工人在最有利的工作姿态下进行工作，即应使工人的大部分操作是在站立姿态下，工作高

11、度在1.IT.4m范围内工作。此外，还应考虑节省车间面积。通常情况下，主要有以下几种,如图3-1所示：(1)卧放，主要用于机身、发动机段舱类部件(2)侧放，主要多用于机翼、尾翼装配型架、半间型架以及大型隔框型架等。便于钾接工作。(3)竖放，主要用于横截面较大而长度较短的环状段件，便于在四周进行装配工作。(4)平放，主要用于卸接工作少并考虑便于产品零件的安放或必须平放进行钻孔工作等。(5)转动，具有好的操作条件，有利于提高工作效率，多用于某些框、肋夹具、口盖夹具和翼面前缘夹具等。装配对象在型架中的放置状态，涉及到操作的合理性和钾接装配的工作效率,应使工人在最有利的工作状态下进行工作，即应使大部分

12、工作在站立状态下，在高度为1IT.4m范围内工作，根据以上原则，结合工件结构特点和装配工作内容进行确定，选定最佳放置状态。根据飞机副翼部件的结构特点，可知型架结构的放置状态为平放即可。3.3 装配型架的设计原则(1)使用性满足装配工艺要求；定位合理，压紧可靠；工作开敞，操作条件好；定位件及压紧件的操作简单，活动构件应便于开启和工作位置的恢复；产品的上架和出架方式合理。(2)协调性定位系统的设计,应保证工艺装备之间的协调性，并合理确定制造协调方法；要从结构设计上考虑到在工艺装备的制造上能供好的满足工艺装备之间的协调性；对于加入尺寸控制环节的定位件，必须确定合理的定位或转换基准，以减少其安装误差。

13、(3)稳定性刚度合理，重要构件应消除应力；活动定位件的使用位置较稳定；根据产品的尺寸大小和精度要求情况，在工装结构设计上应有消除或减少温度因素对协调影响的相应措施；工艺装备的尺寸在地坪上的安放，应优先采用“多点可调”支承，以消除地基下沉对型架准确度的影响或便于恢复型架的总体精度。(4)经济性在满足使用要求的前提下，工艺装备的结构造价应较低；在工艺装备结构上应适当考虑到产品改型对其提出的改造可行性；工艺装备的选择及其结构设计,必须处理好新机研制、试制和转批量生产三者的关系；便于工装的故障检修；类似产品(如框、肋等)的工艺装备结构，必须尽量同一化(指结构相似和元件相似或相同)，以利于工艺装备的制造

14、；选择合理的制造公差，并具有良好的制造工艺性；合理利用原材料，优先选用库存材料；尽量采用标准件，优先采用储备的标准件。(5)安全性在产品的定位和压紧过程中，应有必要的保护措施，以防止划伤产品；型架同产品之间必须有足够空间和必要的保护措施，以保证产品在出架时不致因摆动而被碰伤；大型活动构件应有配重或省力装置，操作者的活动区域内，工艺装备零件不得有锐角和锐边，以利于安全；较重的可卸构件，应设置起吊装置和存放支承；承力较大的构件，必须经过强度校核。(6)先进性注意采用先进结构和先进工艺方法，以提高工艺装备的使用性和降低工艺装备的制造费用。3.4装配型架方案的提出与确定根据以上的分析，我提出的两种设计

15、方案：方案1：采用固定式底座，多边形框架框架，工件立放，从侧而出架，横向依靠卡板定位,纵向依靠定位支承件定位。压紧件和定位件固定在卡板或槽钢上,在槽钢和卡板、定位夹紧件之间放垫板，如图3-2所示。方案2：采用转动式底座，根据实际情况利用槽钢焊接成所需的框架，工件平放时处于工作状态，工件立放时可装夹或取出。横向依靠卡板定位，纵向依靠定位支承件定位。定位件和压紧件固定在卡板上，在槽钢和卡板之间放垫板。另外在内卡板上加装蝶形螺母，只要松开定位件和压紧件，滑动蝶形螺母就能取出工件，如图3-3。综合比较以上两方案，从使用性、协调性、工艺性、经济性等角度出发比较，选择开敞性好、易操作、经济性好的方案一如图。这样能节约生产成本，提高生产效率与生产质量，使产品的生产周期大大缩短。3.5装配型架结构设计装配型架，又称装配夹具，一般把尺寸较大的称为装配型架，而把尺寸较小的称为装配夹具。是用于飞机机体在连接装配过程中，对零件，组件进行定位夹紧的工艺装备。装配型架由以下几部分组成：3.5.1骨架的设计它是型架的基体，是用来固定和定位支