章維

摘 要：航空發(fā)動(dòng)機(jī)是國(guó)家發(fā)展航空事業(yè)的關(guān)鍵所在，而發(fā)動(dòng)機(jī)裝配技術(shù)是航空發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步發(fā)展的核心。因此，加強(qiáng)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配關(guān)鍵技術(shù)的研究和討論對(duì)航空事業(yè)具有非常深遠(yuǎn)的意義。本文介紹了航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配關(guān)鍵技術(shù)的內(nèi)容，其主要包括虛擬裝配技術(shù)、數(shù)字化柔性設(shè)計(jì)，并分別對(duì)這兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，可以為航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配工程提供參考，不斷提升發(fā)動(dòng)機(jī)裝配效率和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī)；裝配；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號(hào)：V263 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隨著我國(guó)航空事業(yè)飛速發(fā)展的要求，航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配技術(shù)也在快速地進(jìn)步，航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的效率和質(zhì)量是發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)性能，也間接影響著航空事業(yè)的發(fā)展。因此，研究航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的關(guān)鍵技術(shù)對(duì)航空事業(yè)的發(fā)展具有重要意義。航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配工作是發(fā)動(dòng)機(jī)制造的最后環(huán)節(jié)，而且是非常容易發(fā)生問(wèn)題的環(huán)節(jié)。以前航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配工作需要按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行人工裝配，但是人工裝配就會(huì)由于人為的失誤導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)裝配質(zhì)量問(wèn)題甚至遭到重大損失，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展非常不利。隨時(shí)數(shù)字化的發(fā)展，目前的航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配基本能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化裝配，可以通過(guò)虛擬設(shè)計(jì)確保航空發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)能夠更加精準(zhǔn)，而且減少了大量的人力物力和失誤帶來(lái)巨大損失。

本文首先介紹了航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過(guò)程中存在的關(guān)鍵技術(shù)，然后分別對(duì)這些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行介紹，主要包括虛擬裝配技術(shù)、數(shù)字化柔性設(shè)計(jì)。航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配工作要加強(qiáng)對(duì)這些關(guān)鍵技術(shù)的研究和利用，確保發(fā)動(dòng)機(jī)能夠無(wú)事故精準(zhǔn)裝配，助力于國(guó)家航空事業(yè)的快速發(fā)展。

1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的關(guān)鍵技術(shù)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的關(guān)鍵技術(shù)主要包括虛擬裝配技術(shù)、數(shù)字化柔性設(shè)計(jì)。虛擬裝配技術(shù)是航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配技術(shù)的核心，虛擬裝配主要就是對(duì)裝配工業(yè)的虛擬仿真技術(shù)，可以為航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配策劃出一系列可視化的裝配過(guò)程，從而能夠查找設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的質(zhì)量；數(shù)字化柔性設(shè)計(jì)工作主要包括實(shí)體建模設(shè)計(jì)、工藝過(guò)程設(shè)計(jì)技術(shù)以及基于形位公差的裝配容差分析技術(shù)。這些先進(jìn)的裝配技術(shù)可以將以往成功的經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)代化計(jì)劃統(tǒng)一進(jìn)行運(yùn)用，采用數(shù)字化管理手段將這些技術(shù)應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配工作中，能夠全面提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的效率和質(zhì)量，也實(shí)現(xiàn)了航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配技術(shù)跨越式的發(fā)展。

2 虛擬航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配技術(shù)

虛擬航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配技術(shù)主要包括虛擬航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配系統(tǒng)的建立、裝配模型的建模、裝配過(guò)程仿真技術(shù)等內(nèi)容。通過(guò)虛擬化發(fā)動(dòng)機(jī)裝配技術(shù)，能夠?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)裝配方案進(jìn)行虛擬操作，檢驗(yàn)裝配方法是否存在設(shè)計(jì)問(wèn)題，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，能夠在計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)階段解決問(wèn)題，從而避免了在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配實(shí)踐過(guò)程中造成財(cái)產(chǎn)損失。虛擬航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配技術(shù)能夠?yàn)檠b配工作制定一系列生產(chǎn)規(guī)劃，它是航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配技術(shù)現(xiàn)代化、數(shù)字化、工業(yè)化發(fā)展的必經(jīng)之路。

2.1 虛擬裝配系統(tǒng)結(jié)構(gòu)建立

虛擬裝配系統(tǒng)是為虛擬航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過(guò)程的軟硬件集成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這個(gè)虛擬裝配系統(tǒng)需要在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中輸入航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)備的一些物理參數(shù)及相關(guān)模型，然后通過(guò)這個(gè)虛擬裝配系統(tǒng)中的識(shí)別工具進(jìn)行虛擬裝配的操作。虛擬系統(tǒng)能夠提供航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的仿真過(guò)程，這個(gè)仿真過(guò)程可以是模型、動(dòng)畫、文件等內(nèi)容，而且可以利用這些仿真動(dòng)畫來(lái)培訓(xùn)公司員工，更真實(shí)、直觀地學(xué)習(xí)了解航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的全過(guò)程。

2.2 裝配模型建模技術(shù)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配模型的建?？梢圆捎萌S數(shù)字化設(shè)計(jì)模型，通過(guò)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的物理參數(shù)用聚合關(guān)系和約束依賴關(guān)系進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，在建模過(guò)程中編制一系列模型規(guī)則，按照時(shí)序表達(dá)整個(gè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的全過(guò)程，從而完成模型建立。航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配模型的建立一定是延續(xù)了以往成功的模型建立經(jīng)驗(yàn)，按照航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的先后工作順序，便捷地實(shí)現(xiàn)了航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的數(shù)字化過(guò)程。

2.3 裝配過(guò)程仿真技術(shù)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的仿真技術(shù)是航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配數(shù)字化的最好體現(xiàn)，能夠讓航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過(guò)程更加直觀，整個(gè)仿真技術(shù)主要是可裝配性分析技術(shù)和裝配精度分析技術(shù)。

可裝配性分析技術(shù)是對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配實(shí)際操作的模擬過(guò)程，它能夠具有很多優(yōu)點(diǎn)：可裝配性分析技術(shù)能夠非常好地驗(yàn)證航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過(guò)程的實(shí)際操作是否存在問(wèn)題，能夠讓設(shè)計(jì)單位在工程實(shí)施之前就找到存在的問(wèn)題，然后及時(shí)地對(duì)裝配方案進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)反復(fù)的可裝配性分析從而大大減少了設(shè)計(jì)缺陷，而且可裝配性分析技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)可視化演示航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的實(shí)際操作過(guò)程；可裝配性分析技術(shù)能夠?qū)娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)的零件進(jìn)行演示裝配，通過(guò)分析可以查找裝配過(guò)程中零件與零件之間是否存在干擾的可能性，從而不斷糾錯(cuò)，提高零件裝配質(zhì)量；通過(guò)可裝配性分析技術(shù)能夠檢驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配方案的次序，選擇最好的裝配方案，使得裝配工作更加經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、節(jié)約時(shí)間。

裝配精度分析技術(shù)是在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配模型建立的情況下，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過(guò)程進(jìn)行敏感性分析和技術(shù)。裝配精度分析技術(shù)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配工作提供了一系列必須的功能，主要包括：裝配精度分析技術(shù)能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)階段實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配精度的檢查，減少了后續(xù)裝配精度糾錯(cuò)的工作量，節(jié)省了大量人力物力和時(shí)間；裝配精度分析技術(shù)能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配之前預(yù)測(cè)裝配方案對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響；通過(guò)裝配精度分析技術(shù)查找發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的質(zhì)量問(wèn)題，從而采取有針對(duì)性的措施解決問(wèn)題。

3 裝配過(guò)程數(shù)字化柔性設(shè)計(jì)

3.1 實(shí)體建模技術(shù)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)模型的虛擬裝配問(wèn)題首先要根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，分析發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸的靈敏度，從而得到關(guān)鍵性尺寸。然后在理論方面和基于主模型的技術(shù)上研究模型的構(gòu)建方法，這是建模的關(guān)鍵性技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)首先研究尺寸隨機(jī)的模型構(gòu)建，再探索形位公差隨機(jī)的模型構(gòu)建方法。然后利用系統(tǒng)參數(shù)與尺寸約束、特征和表達(dá)式驅(qū)動(dòng)圖形、利用電子表格驅(qū)動(dòng)圖形等參數(shù)驅(qū)動(dòng)方法建立實(shí)體模型。

3.2 裝配過(guò)程設(shè)計(jì)

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配工藝的特點(diǎn)，初步確定發(fā)動(dòng)機(jī)裝配設(shè)計(jì)系統(tǒng)的工作流程。在系統(tǒng)中引入產(chǎn)品和零組件的特征信息，以裝配的相應(yīng)資源庫(kù)和知識(shí)庫(kù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)工藝規(guī)程的自動(dòng)生成功能，以發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品三維數(shù)模設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，建立工藝件、設(shè)備、工裝、測(cè)具和量具等工藝資源庫(kù)，形成數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)與管理的工作模式；按照裝配單元、裝配基準(zhǔn)和定位方法確定裝配協(xié)調(diào)方法、裝配流程，建立裝配過(guò)程的仿真環(huán)境，提供裝配路徑及其形成軌跡、防碰路徑自動(dòng)探測(cè)功能，進(jìn)行裝配工藝的可行性分析?；谌S模型的裝配分析，可視化模擬，進(jìn)行人性化裝配工藝的研究，不僅模擬零件間的裝配關(guān)系，更要注重實(shí)際裝配時(shí)的方便性、準(zhǔn)確性。

3.3 基于形位公差的裝配容差分析技術(shù)

基于形位公差的裝配容差分析技術(shù)是通過(guò)選用合適的計(jì)算方法，對(duì)包括零件容差與裝配容差的模型進(jìn)行分析。不考慮零件表面圓度、粗糙度等，配合面完全貼合；如果其中一個(gè)表面不夠光滑，它們之間的配合為點(diǎn)面接觸，通過(guò)這些接觸點(diǎn)構(gòu)造一個(gè)表面與其中的光滑配合面貼合來(lái)完成裝配，該平面即為虛擬配合面，虛擬配合面能夠反映表面間的配合情況。

結(jié)語(yǔ)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配技術(shù)是制約發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，各個(gè)設(shè)計(jì)單位和發(fā)動(dòng)機(jī)制造單位應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配關(guān)鍵技術(shù)的深入研究，不斷創(chuàng)新和突破，加強(qiáng)數(shù)字化管理，減少裝配失誤和財(cái)產(chǎn)損失，提高發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的效率和質(zhì)量，提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)能力。通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)虛擬裝配技術(shù)和數(shù)字化柔性設(shè)計(jì)的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配工作的數(shù)字化和智能化，不斷提高發(fā)動(dòng)機(jī)裝配質(zhì)量的可靠性，確保航空發(fā)動(dòng)機(jī)事業(yè)能夠更快、更好的發(fā)展。

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