數(shù)字量與模擬量在工裝設計與制造中的應用

李 濤 孫麗華

（1.沈陽飛機工業(yè)(集團）有限公司工裝設計所，遼寧 沈陽 110850；2.遼寧經(jīng)濟管理干部學院，遼寧 沈陽 110122）

在飛機制造行業(yè)中，有兩種方法保證互換協(xié)調(diào)：模擬量傳遞和數(shù)字量傳遞。隨著近年來航空業(yè)不斷發(fā)展壯大，新機型要求快速研制生產(chǎn)以占領市場，就要求工藝裝備的設計制造周期相應縮短，因此數(shù)字化傳遞技術在我公司軍民機科研生產(chǎn)中得到了廣泛的應用。

一、模擬量裝配的數(shù)字化制造和安裝

1.某機型架外工裝結(jié)構(gòu)特

對于某些裝配工裝的制造與安裝，設計的初始想法并未打算應用計算機輔助測量系統(tǒng)來安裝，而圖紙中給出的只是零、部件間的相對尺寸關系。但有些工裝的零、部件間的相對尺寸是很長的，而且裝配基準在實際安裝制造中并不是很理想，這給工裝的裝配帶來很大困難。最重要的是安裝后型架裝配精度很難保證設計給出的理論數(shù)據(jù)，對于檢驗驗收也提出了很大的挑戰(zhàn)，而且在后續(xù)的檢修、返修中也留下了一定的難度。下圖（圖1）所示為某型飛機架外2號工裝裝配示意圖，通過查看圖紙分析得出該裝配工裝有以下四個特點：

①四個交點定位器的連接底座重量大、尺寸高，人工調(diào)整困難。

②四個交點定位器相對位置比較遠，裝配后要求安裝尺寸精度高。

③如果利用傳統(tǒng)的水平儀、經(jīng)緯儀等儀器安裝該型架，需要的二類工具較多、尺寸長因而引入的裝配誤差的概率就會相應增大。其中最關鍵的問題是裝配后精度低、安裝周期長、需要人力成本極高。

④對測量人員的操作水平要求很高。

圖1 某型飛機架外2號工裝裝配示意圖

2.裝配安裝方案

基于以上問題的出現(xiàn)，為了能夠按時保質(zhì)保量的完成該工裝的制造任務，根據(jù)以往的工裝裝配制造經(jīng)驗，結(jié)合激光跟蹤儀的本身優(yōu)點，我們決定采用數(shù)字化裝配來完成該工裝的安裝任務，具體采取措施如下：

①根據(jù)夾具零件在工裝上位置和使用情況，在夾具定位器上選擇適當位置處增加裝配測量用工具球孔。

②協(xié)調(diào)各定位器位置，按地基圖所示安裝各定位器支架，用水平儀調(diào)整各支架上的平面水平，用經(jīng)緯儀初調(diào)對稱方向尺寸，通過傳統(tǒng)的安裝方法初裝各定位器。

③在地基圖上預先計算出測量用的基準工具球，然后在地基上根據(jù)各定位器位置用經(jīng)緯儀、水平儀等安裝4個基準工具球座TB101～TB104見圖2，并保證安裝后工具球座間的相互平行、垂直及與各定位器大致平行垂直關系。

④利用地基平面上的基準工具球點使用激光跟蹤儀實測該四個基準點TB101～TB104的位置（如圖2所示TB101～TB104工具球值），必要時可以在工裝適當位置增加輔助基準測量點。并按照圖紙所示將理論值輸入激光跟蹤儀進行做小二乘法擬合，計算該工裝的坐標系。

⑤根據(jù)圖紙各定位器相對位置尺寸，換算出定位器的在該坐標系工具球值（如圖2所示TB105～TB112工具球值）。

⑥按上述坐標系及各定位器工具球值來安裝其余定位器。.

圖2 某型飛機架外2號工裝工具球示意圖

通過裝配方法改進，我們的裝配周期縮短15天，安裝精度也相應提高了一個數(shù)量等級，提前交付了本套工裝，本工裝經(jīng)使用車間項目組等多方面論證，認定方案不僅可行，而且精度準確可靠。在以后的生產(chǎn)實踐中我們的這種裝配方法得到了廣泛的應用。類似的工裝裝配方法有：747口框裝配工裝、某機型外翼協(xié)調(diào)檢驗夾具等都用到了該安裝方法。最后在工裝設計、制造時加大計算機輔助測量設備的使用，減少工人的工作量，提高工裝的制造水平。

參考文獻(References)：

[1]Axyz LTM Software Reference Manual

[2]Axyz DM Software Reference Manual

[3]激光跟蹤儀操作指南 AXYZ1.4.1

[4]幾何量公差與測量技術 東北大學出版社張玉劉平主編

[5]CATIA工程制圖 機械工業(yè)出版社劉宏新等主編

[6]CATIA V5零件設計范例 清華大學出版社 詹才浩主編

[7]機械設計簡明手冊 國防工業(yè)出版社 楊黎明楊志勤主編

[8]機械設計基礎 北京理工大學王志偉主編