飛機(jī)部件裝配精加工工藝研究

董利娜

摘要： 本文對飛機(jī)部件精加工工藝進(jìn)行了的總結(jié)、分析、歸納，闡述了飛機(jī)部件裝配精加工的作用與意義，簡單介紹了飛機(jī)部件精加工的方式和結(jié)構(gòu)條件，并特別提出了部件精加工時注意的幾個問題。

Abstract： This paper summarized and analyzed the aircraft parts finishing， explained the role and significance of aircraft parts finishing， briefly introduced the ways and the structural conditions， and especially pointed out several problems need attention in aircraft parts finishing process.

關(guān)鍵詞： 飛機(jī)部件精加工；方式；結(jié)構(gòu)條件

Key words： aircraft parts finishing；way；structural conditions

中圖分類號：V262.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）25-0046-02

1 飛機(jī)部件裝配精加工工藝

1.1 飛機(jī)部件裝配精加工概述

飛機(jī)部件裝配精加工是飛機(jī)制造技術(shù)中的重要組成部分，它是在飛機(jī)部件滿足一定裝配精度，為減小部件裝配變形和裝配誤差，使部件最大限度滿足工況要求的裝配工藝。

目前，國內(nèi)飛機(jī)部件裝配精加工的技術(shù)水平與先進(jìn)國家相比還有較大的差距，難以適應(yīng)我國航空工業(yè)發(fā)展的需要。因此，在總結(jié)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)科學(xué)研究，提高工藝水平，是發(fā)展航空工業(yè)的重要環(huán)節(jié)之一。

1.2 國內(nèi)外研究狀況

由于目前飛機(jī)裝配基本上仍然采用手工操作，固一些裝配誤差依然存在。因此，國內(nèi)外對大尺寸飛機(jī)部件都進(jìn)行精加工。如美國的航空波音飛機(jī)（如圖1所示）的機(jī)身機(jī)翼對接接頭、發(fā)動機(jī)吊艙接頭等重要接頭都進(jìn)行精加工。法國的幻影2000戰(zhàn)斗機(jī)（如圖2所示）接頭也進(jìn)行精加工。而前蘇聯(lián)對飛機(jī)主要街頭部件同樣也進(jìn)行精加工。如蘇27飛機(jī)（如圖3所示）垂尾和平尾、機(jī)身機(jī)翼接頭進(jìn)行精加工。

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歷經(jīng)半個世紀(jì)的發(fā)展，我國飛機(jī)制造科研能力盡管與世界先進(jìn)水平還存在一定的差距，特別是飛機(jī)制造的關(guān)鍵技術(shù)有待突破，設(shè)計人才有斷層，風(fēng)險較大資金短缺等嚴(yán)重制約了行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展和品質(zhì)的提高。但通過基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和產(chǎn)品研發(fā)，已全面拉動飛機(jī)制造科技的發(fā)展。因此，我國飛機(jī)制造及修理企業(yè)必須抓住新的發(fā)展機(jī)遇，加大科技創(chuàng)新，開展技術(shù)前瞻研究，與國外企業(yè)建立優(yōu)良的合作體系，完善配套措施，提高整體效益和競爭力，只有這樣才能在新形勢下立于不敗之地。

我國“十一五”期間將適時啟動大型飛機(jī)研制項目。一方面是國家對民機(jī)發(fā)展的支持，另一方面是國家對軍機(jī)研發(fā)新型號的要求，我國航空工業(yè)面臨重大的發(fā)展機(jī)遇，處于歷史轉(zhuǎn)折點。自主發(fā)展大型、高附加值飛機(jī)以及諸如航空發(fā)動機(jī)等關(guān)鍵零部件的能力還極其薄弱，但隨著中國航天航空業(yè)的發(fā)展，飛機(jī)制造業(yè)未來走勢看好。

2 部件裝配時精加工的作用與意義

2.1保證接頭對接協(xié)調(diào)

當(dāng)不采用精加工方法時，對接接頭的協(xié)調(diào)誤差積與采用精加工方法時相比要大，而對接協(xié)調(diào)的概率則要小。使用飛機(jī)零部件裝配架鉚接協(xié)調(diào)這個環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)誤差最大。由于目前飛機(jī)制造技術(shù)的水平比較低，飛機(jī)裝配工藝設(shè)備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鉚接組裝飛機(jī)部件主要是手工操作，因此，鉚接裝配引起變形和裝配誤差占的協(xié)調(diào)誤差最大；鉚接裝配引起的變形和鉚接組裝誤差比較大，因此很難保證協(xié)調(diào)部件對接接頭。

誠然，也有一些飛機(jī)部件不采用精加工的方式就夠保證完成對接協(xié)調(diào)，但它是有條件的，在忽略過失誤差以及系統(tǒng)誤差的條件下，對接協(xié)調(diào)累計誤差小于或等于該容限測試的對接連接。這需要增大對接接頭和連接器之間的孔軸端面間隙，即犧牲性能的設(shè)計技術(shù)對接接頭，以確保協(xié)調(diào)，但這往往是不可行的技術(shù)。所以，在飛機(jī)部件的裝配中須對接頭采用精加工的方式，不然難以確保協(xié)調(diào)對接接頭。

2.2 保證接頭與外形相對位置的協(xié)調(diào)

除了部件裝配本身具有一定的形狀誤差之外，接頭與裝配型架之間也存在一定的相對位置誤差。事實上這種位置誤差包含兩個方面的誤差，分別是接頭孔的位置誤差和接頭端面的位置誤差。由于相對位置誤差的存在，接頭通常不能對接，即使可以完成它們之間的對接，也僅僅是接觸點的對接，而這在技術(shù)上行不通。重要的接頭面接觸面積，往往需要理論的端面的接合面積的70%以上。由上所述，所造成的接頭部件端部的表面形狀誤差的位置誤差大于構(gòu)件的形狀裝配誤差。這里有兩方面的因素：一是，這個裝配誤差是局部形狀的誤差，而引起位置誤差的接頭部件端面的形狀誤差是整體的；二是，接頭位置誤差常常比較大，這往往容易被忽視。

因此，應(yīng)采用精加工的方式來確保接頭部件的相對位置。否則，連接器和組件很難保證形狀的相對位置的精度，也很難確保該部件的形狀位置的相對精度。

3 部件精加工的方式與結(jié)構(gòu)條件

3.1 部件精加工的方式

通常來說部件的精加工方式有兩種，它們分別是對接頭孔進(jìn)行精加工以及接頭的最后安裝。

3.1.1 對接頭孔進(jìn)行精加工

這種精加工方法目前來說最為普遍，它的特點是在用特殊的測試卡板裝配式框架來調(diào)整零件形狀的基礎(chǔ)上，根據(jù)各組成部分的聯(lián)合定位把部件接頭孔加工到零件最終的尺寸，從而完成精加工部件的要求，因此接頭孔和孔的端面需要留足夠的余量來保證。這種方法適用于留有余量的孔。

3.1.2 接頭的最后安裝

也有一些部件接頭不能彌補處理，例如滑輪板，壓力軸承，滑槽和組裝階段其他組件。最后安裝接頭是解決這些零部件精加工的一種有效方式。在實際情況下，人為的操作水平、裝配過程中的變形以及結(jié)構(gòu)工藝性差也會造成一定的誤差。如果在結(jié)構(gòu)封閉后沒有額外因素造成進(jìn)一步的誤差，該接頭部件的殼體結(jié)構(gòu)用相同的連接可以發(fā)揮在精加工時的作用。這些方法是在裝配型架上進(jìn)行精加工的，無需特別精加工工作臺。除此之外，在一般情況下也不需要特殊的工具和動力頭。endprint

3.2 部件精加工的結(jié)構(gòu)要求

如果部件要進(jìn)行精加工，那么前提是部件的結(jié)構(gòu)允許采用精加工的方式。

3.2.1 接頭孔精加工的要求

對于接頭孔的精加工方式，它的結(jié)構(gòu)應(yīng)有下列要求：①接頭孔和接頭孔端面應(yīng)當(dāng)留有足夠的精加工余量，該值應(yīng)比誤差所造成的調(diào)整形狀的位移要大。②精加工的結(jié)構(gòu)可以被加工刀具所進(jìn)入。

3.2.2 接頭最后安裝精加工的要求

而對于采用接頭最后安裝的精加工方式，它的結(jié)構(gòu)應(yīng)有下列要求：①接頭和組件結(jié)構(gòu)之間應(yīng)當(dāng)有重疊、空隙或其他設(shè)計補償，使得它們之間的相對位置也可調(diào)節(jié)。②接頭與結(jié)構(gòu)之間的結(jié)構(gòu)通路連接普通螺栓，鉚釘?shù)龋划?dāng)結(jié)構(gòu)是沒有路徑的連接時，應(yīng)該是單面連接，如抽釘，高剪切鉚釘。

4 飛機(jī)部件精加工中須注意的問題

4.1 控制各工藝傳遞環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度

對接協(xié)調(diào)可以提高零件的精度，除了精加工部件，也嚴(yán)格控制各環(huán)節(jié)的精度協(xié)調(diào)方面的準(zhǔn)度。在工藝轉(zhuǎn)移過程中，各個方面的協(xié)調(diào)鎖存狀態(tài)的系數(shù)越小，那么該螺栓旋轉(zhuǎn)越靈活，上部和下部的配合準(zhǔn)度越高。當(dāng)協(xié)調(diào)鎖存狀態(tài)的系數(shù)為0，那么旋轉(zhuǎn)螺栓最靈活，那么傳遞過程中的誤差與該孔軸誤差和間隙配合無關(guān)，只有和孔軸的直徑公差帶一半的寬度有關(guān)聯(lián)，這時將保持最高準(zhǔn)確度的鏈接。這是最理想的情況，不過在實際情況中很難做到，但即使這樣也應(yīng)盡量做，超出公差范圍內(nèi)是絕對不允許的。

4.2 裝夾變形的檢測和控制

部件必須在零件精加工時進(jìn)行裝夾，以保持調(diào)整好的狀態(tài)，抵擋部件精加工時所產(chǎn)生的外力作用，保持部件在機(jī)械加工過程中位置的穩(wěn)定性。然而，飛機(jī)部件結(jié)構(gòu)的相對剛性較弱，在加工時夾緊的外力很容易讓部件產(chǎn)生塑性變形，薄壁結(jié)構(gòu)，特別是小部件有塑性變形的可能性更大。精加工時，加工構(gòu)件在夾緊狀態(tài)下產(chǎn)生彈性變形，放松夾緊后接頭會產(chǎn)生一個回彈，這個接頭的彈性變形直接成為誤差計入部件和形狀中，位置和接頭不符合外觀和形狀定位器，或減少吻合度，減少零件精加工的精度，甚至丟失零件精加工作用。因此，在精加工中檢測和控制這一過程中由于裝夾產(chǎn)生的變形是非常重要的。

5 總結(jié)

飛機(jī)部件裝配精加工是飛機(jī)部件裝配的重要環(huán)節(jié)之一，它對提高飛機(jī)部件裝配準(zhǔn)確度和部件間的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度具有十分重要的作用。但要實現(xiàn)飛機(jī)部件裝配精加工的目的，需要飛機(jī)制造工藝人員和飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計人員統(tǒng)一認(rèn)識，協(xié)同工作。

本文對飛機(jī)部件精加工工藝進(jìn)行了總結(jié)、分析、歸納。闡述了飛機(jī)部件裝配精加工的作用與意義，簡單介紹了飛機(jī)部件精加工的方式，研究和提出了飛機(jī)部件精加工的結(jié)構(gòu)條件，并特別提出了部件精加工時注意的幾個問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]堵鵬.飛機(jī)部件裝配工藝數(shù)模構(gòu)建技術(shù)研究[D].南京航空航天大學(xué)，2012.

[2]張開富.飛機(jī)部件裝配誤差累積分析與容差優(yōu)化方法研究[D].西北工業(yè)大學(xué)，2006.

[3]高玉卿，李致和，王廷貴，趙立匡.飛機(jī)部件裝配工藝[J].航空工藝技術(shù)，1985，04：31-37，20.

[4]高紅.飛機(jī)部件柔性裝配技術(shù)應(yīng)用及工藝設(shè)計[J].航空制造技術(shù)，2009，24：80-83，87.

[5]曾六生.飛機(jī)部件裝配精加工[J].航空制造技術(shù)，2002，10：63-66.

[6]胡火群.某型號飛機(jī)部件裝配的作業(yè)分析與研究[D].南京航空航天大學(xué)，2006.

[7]周養(yǎng)萍.飛機(jī)部件數(shù)字化裝配技術(shù)發(fā)展綜述[J].航空制造技術(shù)，2013，13：52-54.

[8]周養(yǎng)萍，亓江文.飛機(jī)部件數(shù)字化裝配技術(shù)研究現(xiàn)狀與思考[J].機(jī)械制造，2013，08：38-41.endprint

3.2 部件精加工的結(jié)構(gòu)要求

如果部件要進(jìn)行精加工，那么前提是部件的結(jié)構(gòu)允許采用精加工的方式。

3.2.1 接頭孔精加工的要求

對于接頭孔的精加工方式，它的結(jié)構(gòu)應(yīng)有下列要求：①接頭孔和接頭孔端面應(yīng)當(dāng)留有足夠的精加工余量，該值應(yīng)比誤差所造成的調(diào)整形狀的位移要大。②精加工的結(jié)構(gòu)可以被加工刀具所進(jìn)入。

3.2.2 接頭最后安裝精加工的要求

而對于采用接頭最后安裝的精加工方式，它的結(jié)構(gòu)應(yīng)有下列要求：①接頭和組件結(jié)構(gòu)之間應(yīng)當(dāng)有重疊、空隙或其他設(shè)計補償，使得它們之間的相對位置也可調(diào)節(jié)。②接頭與結(jié)構(gòu)之間的結(jié)構(gòu)通路連接普通螺栓，鉚釘?shù)龋划?dāng)結(jié)構(gòu)是沒有路徑的連接時，應(yīng)該是單面連接，如抽釘，高剪切鉚釘。

4 飛機(jī)部件精加工中須注意的問題

4.1 控制各工藝傳遞環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度

對接協(xié)調(diào)可以提高零件的精度，除了精加工部件，也嚴(yán)格控制各環(huán)節(jié)的精度協(xié)調(diào)方面的準(zhǔn)度。在工藝轉(zhuǎn)移過程中，各個方面的協(xié)調(diào)鎖存狀態(tài)的系數(shù)越小，那么該螺栓旋轉(zhuǎn)越靈活，上部和下部的配合準(zhǔn)度越高。當(dāng)協(xié)調(diào)鎖存狀態(tài)的系數(shù)為0，那么旋轉(zhuǎn)螺栓最靈活，那么傳遞過程中的誤差與該孔軸誤差和間隙配合無關(guān)，只有和孔軸的直徑公差帶一半的寬度有關(guān)聯(lián)，這時將保持最高準(zhǔn)確度的鏈接。這是最理想的情況，不過在實際情況中很難做到，但即使這樣也應(yīng)盡量做，超出公差范圍內(nèi)是絕對不允許的。

4.2 裝夾變形的檢測和控制

部件必須在零件精加工時進(jìn)行裝夾，以保持調(diào)整好的狀態(tài)，抵擋部件精加工時所產(chǎn)生的外力作用，保持部件在機(jī)械加工過程中位置的穩(wěn)定性。然而，飛機(jī)部件結(jié)構(gòu)的相對剛性較弱，在加工時夾緊的外力很容易讓部件產(chǎn)生塑性變形，薄壁結(jié)構(gòu)，特別是小部件有塑性變形的可能性更大。精加工時，加工構(gòu)件在夾緊狀態(tài)下產(chǎn)生彈性變形，放松夾緊后接頭會產(chǎn)生一個回彈，這個接頭的彈性變形直接成為誤差計入部件和形狀中，位置和接頭不符合外觀和形狀定位器，或減少吻合度，減少零件精加工的精度，甚至丟失零件精加工作用。因此，在精加工中檢測和控制這一過程中由于裝夾產(chǎn)生的變形是非常重要的。

5 總結(jié)

飛機(jī)部件裝配精加工是飛機(jī)部件裝配的重要環(huán)節(jié)之一，它對提高飛機(jī)部件裝配準(zhǔn)確度和部件間的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度具有十分重要的作用。但要實現(xiàn)飛機(jī)部件裝配精加工的目的，需要飛機(jī)制造工藝人員和飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計人員統(tǒng)一認(rèn)識，協(xié)同工作。

本文對飛機(jī)部件精加工工藝進(jìn)行了總結(jié)、分析、歸納。闡述了飛機(jī)部件裝配精加工的作用與意義，簡單介紹了飛機(jī)部件精加工的方式，研究和提出了飛機(jī)部件精加工的結(jié)構(gòu)條件，并特別提出了部件精加工時注意的幾個問題。

參考文獻(xiàn)：

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[7]周養(yǎng)萍.飛機(jī)部件數(shù)字化裝配技術(shù)發(fā)展綜述[J].航空制造技術(shù)，2013，13：52-54.

[8]周養(yǎng)萍，亓江文.飛機(jī)部件數(shù)字化裝配技術(shù)研究現(xiàn)狀與思考[J].機(jī)械制造，2013，08：38-41.endprint

3.2 部件精加工的結(jié)構(gòu)要求

如果部件要進(jìn)行精加工，那么前提是部件的結(jié)構(gòu)允許采用精加工的方式。

3.2.1 接頭孔精加工的要求

對于接頭孔的精加工方式，它的結(jié)構(gòu)應(yīng)有下列要求：①接頭孔和接頭孔端面應(yīng)當(dāng)留有足夠的精加工余量，該值應(yīng)比誤差所造成的調(diào)整形狀的位移要大。②精加工的結(jié)構(gòu)可以被加工刀具所進(jìn)入。

3.2.2 接頭最后安裝精加工的要求

而對于采用接頭最后安裝的精加工方式，它的結(jié)構(gòu)應(yīng)有下列要求：①接頭和組件結(jié)構(gòu)之間應(yīng)當(dāng)有重疊、空隙或其他設(shè)計補償，使得它們之間的相對位置也可調(diào)節(jié)。②接頭與結(jié)構(gòu)之間的結(jié)構(gòu)通路連接普通螺栓，鉚釘?shù)?；?dāng)結(jié)構(gòu)是沒有路徑的連接時，應(yīng)該是單面連接，如抽釘，高剪切鉚釘。

4 飛機(jī)部件精加工中須注意的問題

4.1 控制各工藝傳遞環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度

對接協(xié)調(diào)可以提高零件的精度，除了精加工部件，也嚴(yán)格控制各環(huán)節(jié)的精度協(xié)調(diào)方面的準(zhǔn)度。在工藝轉(zhuǎn)移過程中，各個方面的協(xié)調(diào)鎖存狀態(tài)的系數(shù)越小，那么該螺栓旋轉(zhuǎn)越靈活，上部和下部的配合準(zhǔn)度越高。當(dāng)協(xié)調(diào)鎖存狀態(tài)的系數(shù)為0，那么旋轉(zhuǎn)螺栓最靈活，那么傳遞過程中的誤差與該孔軸誤差和間隙配合無關(guān)，只有和孔軸的直徑公差帶一半的寬度有關(guān)聯(lián)，這時將保持最高準(zhǔn)確度的鏈接。這是最理想的情況，不過在實際情況中很難做到，但即使這樣也應(yīng)盡量做，超出公差范圍內(nèi)是絕對不允許的。

4.2 裝夾變形的檢測和控制

部件必須在零件精加工時進(jìn)行裝夾，以保持調(diào)整好的狀態(tài)，抵擋部件精加工時所產(chǎn)生的外力作用，保持部件在機(jī)械加工過程中位置的穩(wěn)定性。然而，飛機(jī)部件結(jié)構(gòu)的相對剛性較弱，在加工時夾緊的外力很容易讓部件產(chǎn)生塑性變形，薄壁結(jié)構(gòu)，特別是小部件有塑性變形的可能性更大。精加工時，加工構(gòu)件在夾緊狀態(tài)下產(chǎn)生彈性變形，放松夾緊后接頭會產(chǎn)生一個回彈，這個接頭的彈性變形直接成為誤差計入部件和形狀中，位置和接頭不符合外觀和形狀定位器，或減少吻合度，減少零件精加工的精度，甚至丟失零件精加工作用。因此，在精加工中檢測和控制這一過程中由于裝夾產(chǎn)生的變形是非常重要的。

5 總結(jié)

飛機(jī)部件裝配精加工是飛機(jī)部件裝配的重要環(huán)節(jié)之一，它對提高飛機(jī)部件裝配準(zhǔn)確度和部件間的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度具有十分重要的作用。但要實現(xiàn)飛機(jī)部件裝配精加工的目的，需要飛機(jī)制造工藝人員和飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計人員統(tǒng)一認(rèn)識，協(xié)同工作。

本文對飛機(jī)部件精加工工藝進(jìn)行了總結(jié)、分析、歸納。闡述了飛機(jī)部件裝配精加工的作用與意義，簡單介紹了飛機(jī)部件精加工的方式，研究和提出了飛機(jī)部件精加工的結(jié)構(gòu)條件，并特別提出了部件精加工時注意的幾個問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]堵鵬.飛機(jī)部件裝配工藝數(shù)模構(gòu)建技術(shù)研究[D].南京航空航天大學(xué)，2012.

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[8]周養(yǎng)萍，亓江文.飛機(jī)部件數(shù)字化裝配技術(shù)研究現(xiàn)狀與思考[J].機(jī)械制造，2013，08：38-41.endprint