飛機(jī)大部件裝配中干涉問(wèn)題研究

徐龍

摘 要：飛機(jī)大部件的裝配研究中，裝配方法和裝配順序是裝配的工藝，而裝配中的干涉問(wèn)題是裝配的分析，本文研究分析飛機(jī)大部件的干涉問(wèn)題，通過(guò)干涉測(cè)量技術(shù)，點(diǎn)云模型的建立，再對(duì)干涉問(wèn)題分析，最終制訂解決方案，將飛機(jī)裝配中的干涉避免掉。

關(guān)鍵詞：干涉測(cè)量技術(shù)；點(diǎn)云模型；干涉分析與解決方案

中圖分類號(hào)：V262 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 干涉測(cè)量技術(shù)

飛機(jī)部件的干涉測(cè)量技術(shù)在飛機(jī)裝配中廣泛使用，利用CAD/CAM、模擬仿真等技術(shù)，干涉檢查的目的如下：

（1）檢測(cè)飛機(jī)部件是否有碰撞的現(xiàn)象。

（2）如果檢測(cè)部件會(huì)發(fā)生碰撞，碰撞的部位是什么。

（3）檢測(cè)兩個(gè)不接觸部件的最小安全距離。

（4）通過(guò)一個(gè)部件的運(yùn)動(dòng)和位置，根據(jù)模型求另一個(gè)部件的位置。

干涉的測(cè)量技術(shù)有以下幾種：

（1）靜態(tài)碰撞檢測(cè)，干涉最基本的檢測(cè)就是碰撞，靜態(tài)干涉是干涉檢查的基礎(chǔ)，在干涉的檢測(cè)中不論部件是運(yùn)動(dòng)還是靜止的，都是轉(zhuǎn)換為靜態(tài)干涉，它是對(duì)檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行求交測(cè)試，降低部件的復(fù)雜性，將運(yùn)動(dòng)學(xué)排除外。

（2）多次干涉檢測(cè)方法，這種方法是在運(yùn)動(dòng)干涉檢測(cè)技術(shù)中最簡(jiǎn)單的測(cè)量技術(shù)，它的原理是在對(duì)象運(yùn)動(dòng)軌跡上進(jìn)行采樣，每個(gè)樣品位置重復(fù)多次使用靜態(tài)干涉技術(shù)。

（3）掃略體干涉檢測(cè)，這種方法是對(duì)飛機(jī)部件在一段時(shí)間或周期內(nèi)沿著一條軌跡運(yùn)行，在這個(gè)運(yùn)動(dòng)中占有的空間位置，這個(gè)空間位置就是掃略體，通過(guò)這個(gè)模型進(jìn)行軌跡分析，判定是否發(fā)生干涉。

干涉檢測(cè)的流程與分析如圖1所示。

2 點(diǎn)云模型

統(tǒng)計(jì)學(xué)是分析模型最基本的學(xué)科，它是通過(guò)大量隨機(jī)現(xiàn)象中分析出規(guī)律性，通過(guò)這個(gè)規(guī)律來(lái)進(jìn)行特征分析，在統(tǒng)計(jì)中，應(yīng)用點(diǎn)云模型是最有效的手段，點(diǎn)云模型包括大量的隨機(jī)點(diǎn)。

點(diǎn)云模型統(tǒng)計(jì)是通過(guò)形狀特征進(jìn)行提取，形狀特征可以分為二次曲面（平面、球面）、自用曲面、旋轉(zhuǎn)面和拉伸面等。

點(diǎn)云模型在飛機(jī)蒙皮對(duì)接中干涉問(wèn)題上最有效，通過(guò)點(diǎn)云邊特征的提取方法，包括蒙皮邊上的離散點(diǎn)，再根據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)切片獲取二維界面數(shù)據(jù)，分析飛機(jī)蒙皮的位置，確定是否干涉。

在對(duì)飛機(jī)蒙皮邊特征分析中，相鄰的兩個(gè)曲面在邊特征上的連續(xù)性可以分為G0連續(xù)和G1連續(xù)和不連續(xù)的邊，不連續(xù)的又叫懸邊，一般是不存在的，G0邊又叫尖邊，G1叫光滑邊，如圖2所示。

3 干涉分析與解決方案

飛機(jī)大部件的干涉問(wèn)題分析是避免在實(shí)際裝配中影響飛機(jī)的制造，在分析完成之后還需要制定解決方案，例如是維修還是重新加工，又或者重新調(diào)姿等。

在飛機(jī)裝配中有數(shù)量和尺寸巨大的零件，同時(shí)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)也復(fù)雜，加工過(guò)程也困難，制造完成要求零件必須滿足使用和裝配要求，通過(guò)干涉技術(shù)將零件加工之前需要調(diào)整的位置都完成，避免二次加工，飛機(jī)大部件的干涉問(wèn)題主要是發(fā)生在桁條、梁、框以及蒙皮這些位置。

飛機(jī)干涉問(wèn)題研究中，蒙皮的干涉是最難處理的，蒙皮的尺寸大，相對(duì)剛度和強(qiáng)度又小，在裝配中還容易產(chǎn)生變形，對(duì)于蒙皮的裝配一般是采用某種導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的插入裝配，這樣可以避免進(jìn)行干涉，在蒙皮與蒙皮的對(duì)接裝配中，蒙皮之間的間隙要求要嚴(yán)格。

在飛機(jī)零件的加工中或者裝配中，有些會(huì)產(chǎn)生變形，例如梁和框，會(huì)在零件部裝的時(shí)候產(chǎn)生裝配誤差和裝配變形，導(dǎo)致零件無(wú)法順利裝配，如果在飛機(jī)的實(shí)際裝配中產(chǎn)生干涉，需要有相應(yīng)的解決方案，在裝配之前通過(guò)掃面進(jìn)行干涉分析，在實(shí)際裝配中，如果沒(méi)有發(fā)生干涉，可以直接裝配，如果有干涉情況發(fā)生，可以通過(guò)修配或者墊片進(jìn)行裝配修復(fù)，通過(guò)調(diào)整滿足最后的裝配，具體裝配解決方案流程如圖3所示。

結(jié)論

飛機(jī)部件的裝配干涉可以總結(jié)分為兩種，一種是蒙皮對(duì)接的干涉，另一種是互插裝配干涉，通過(guò)對(duì)這些干涉問(wèn)題的分析，總結(jié)設(shè)計(jì)出一套裝配干涉的檢測(cè)方案，在對(duì)干涉進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從裝配特征和零件結(jié)構(gòu)上解決裝配干涉問(wèn)題，進(jìn)而指導(dǎo)飛機(jī)的裝配，提高裝配效率和降低返工率。

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