飛機(jī)鈑金支架設(shè)計(jì)方法探討

王厚閩

【摘 要】以飛機(jī)電子電器支架為例，對(duì)飛機(jī)鈑金件的設(shè)計(jì)方法思路及存在的問(wèn)題進(jìn)行探討和總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】飛機(jī)；鈑金件；設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)： V261.28 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）23-0062-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.23.024

【Abstract】Taking the aircraft electronic and electrical bracket as an example， the design method and existing problems of the aircraft sheet metal parts are discussed and summarized.

【Key words】Aircraft；Sheet metal；Design

飛機(jī)鈑金零件品種多，每種數(shù)量少，為了讓鈑金零件有更好的工藝性，不僅要用性能優(yōu)良的原材料，合理選擇工藝方法來(lái)滿足零件設(shè)計(jì)的要求。[1]最重要的是從設(shè)計(jì)源頭提高鈑金零件的設(shè)計(jì)水平，減少在工藝審查中因?yàn)殁k金件工藝性差導(dǎo)致零件重新設(shè)計(jì)。

在設(shè)計(jì)飛機(jī)的過(guò)程中，無(wú)論是軍機(jī)還是民用飛機(jī)都會(huì)大量使用鈑金支架。飛機(jī)上的內(nèi)飾、電線電纜、液壓管路和電子電器設(shè)備等都需要通過(guò)支架與飛機(jī)主結(jié)構(gòu)相連。因此，飛機(jī)設(shè)計(jì)人員必須掌握飛機(jī)鈑金支架的設(shè)計(jì)方法，在提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量的同時(shí)考慮到減重及零件的工藝性，避免因鈑金支架的問(wèn)題造成飛機(jī)增重，甚至是主要系統(tǒng)發(fā)生故障。

1 飛機(jī)鈑金支架設(shè)計(jì)流程

1.1 系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)輸入

在飛機(jī)的設(shè)計(jì)中，內(nèi)飾、電線電纜、液壓管路和電子電器設(shè)備等專(zhuān)業(yè)都會(huì)向支架設(shè)計(jì)工程師提出輸入條件及打樣數(shù)模，例如：孔的位置，電搭接和功能等要求。

1.2 合理性分析

支架設(shè)計(jì)人員根據(jù)輸入條件及打樣數(shù)模，分析打樣數(shù)模在機(jī)體結(jié)構(gòu)上安裝位置是否合適，要求是否合理。如果分析不可行則需要反饋提出輸入條件的專(zhuān)業(yè)部門(mén)。

1.3 利用現(xiàn)有零件

飛機(jī)設(shè)計(jì)中會(huì)使用數(shù)個(gè)系列的標(biāo)準(zhǔn)支架。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，首先考慮使用標(biāo)準(zhǔn)支架。其次考慮本模塊中已經(jīng)設(shè)計(jì)完成的支架。最后考慮設(shè)計(jì)新的支架。

1.4 設(shè)計(jì)鈑金零件

設(shè)計(jì)人員根據(jù)鈑金件功能選擇不同材料，一般材料鋁合金材料，對(duì)于有防火需求，會(huì)選用鈦合金材料。在保證功能和強(qiáng)度的情況下，使用厚度較小的材料，保證零件重量較少。鈑金件與不同材料結(jié)構(gòu)件連接，需要選用不同大小和種類(lèi)的緊固件，選用的緊固件直徑越大，零件也會(huì)越大，在設(shè)計(jì)完零件后要去掉零件多余重量。核對(duì)彎曲半徑及翻邊高度，不同材料不同規(guī)格不同狀態(tài)的彎曲半徑不同，具體尺寸見(jiàn)相應(yīng)材料的工藝規(guī)范，只能取比手冊(cè)大的值不能小。[2]

1.5 工藝性分析

在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要考慮鈑金件的工藝性，但由于設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)限制、所處空間的限制，設(shè)計(jì)人員會(huì)第一時(shí)間考慮作圖的方便性，從而忽略了工藝的可行性及工藝實(shí)現(xiàn)的難度。因此，在發(fā)出圖紙之前必須對(duì)圖紙進(jìn)行分析，看能否對(duì)產(chǎn)品做一些設(shè)計(jì)上的改進(jìn)，以使生產(chǎn)更為經(jīng)濟(jì)。[3]例如：鈑金件圓角尺寸選用與下料銑常用刀具直徑匹配，不設(shè)計(jì)過(guò)小的圓角直徑。飛機(jī)鈑金件生產(chǎn)數(shù)量有限，優(yōu)先采用低成本的折彎工藝、其次橡皮囊成型工藝，最后考慮沖壓工藝。檢查支架緊固件是否與周?chē)慵缮?，拆裝是否方便。

1.6 強(qiáng)度分析

用專(zhuān)門(mén)的分析軟件對(duì)鈑金件進(jìn)行強(qiáng)度分析，如果強(qiáng)度不合格，強(qiáng)度專(zhuān)業(yè)會(huì)給出意見(jiàn)，由支架專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)師重新設(shè)計(jì)。

1.7 工藝審查

工藝部門(mén)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的制造能力和制造情況，給出專(zhuān)業(yè)意見(jiàn)。支架設(shè)計(jì)師采納合理意見(jiàn)對(duì)鈑金件進(jìn)行合理的修改。

2 電子電器支架設(shè)計(jì)

（1）根據(jù)電子電器專(zhuān)業(yè)的輸入條件及打樣數(shù)模設(shè)計(jì)支架，保證電器儀表放置合適位置。

（2）分析位置是否合理，與結(jié)構(gòu)上的其他位置是否干涉。

（3）現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)支架規(guī)格比較小，不適合作為電器支架。

（4）根據(jù)所在區(qū)域選擇常規(guī)厚度鋁合金材料，支架連接的結(jié)構(gòu)件為鋁合金，采用4號(hào)釘，根據(jù)鉚釘直徑選擇合適的翻邊高度，設(shè)計(jì)完成后在保證強(qiáng)度的基礎(chǔ)上。去除多余的零件材料。零件圖見(jiàn)圖1。

（5）對(duì)做好零件進(jìn)行檢查，是否符合工藝性。此零件由于彎邊弧度過(guò)大，橡皮囊成型容易撕裂，成品率較低，加工成本高。為了降低零件制造工藝難度同時(shí)降低制造陳本，將一個(gè)支架拆分成兩個(gè)使用折彎工藝支架和兩個(gè)連接平板零件，通過(guò)鉚釘相連，見(jiàn)附圖2。

（6）強(qiáng)度專(zhuān)業(yè)對(duì)四個(gè)支架進(jìn)行強(qiáng)度分析滿足強(qiáng)度要求。

（7）現(xiàn)場(chǎng)工藝對(duì)零件的工藝性進(jìn)行確認(rèn)檢查。

3 航空鈑金件設(shè)計(jì)應(yīng)注意問(wèn)題

（1）認(rèn)真閱讀輸入條件，對(duì)打樣數(shù)模自行研究，弄明白主要的技術(shù)條件。防止因理解錯(cuò)誤導(dǎo)致空位布置位置錯(cuò)誤。

（2）加載最新有效結(jié)構(gòu)數(shù)模，防止因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)數(shù)模改變?cè)斐赦k金件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。

（3）不同的材料相連選擇不同的規(guī)格不同種類(lèi)的緊固件。

（4）考慮零件的制造工藝性及裝配工藝性。

（5）在保證強(qiáng)度基礎(chǔ)上減輕零件重量。

4 結(jié)束語(yǔ)

航空鈑金支架不單是連接電線電纜或承載液壓管路，而是具有多種功能的特殊模塊，在設(shè)計(jì)中要考慮周到全面，輸入條件和打樣數(shù)模要求識(shí)別要完整，與之相連的支架空間周?chē)臓顟B(tài)要清楚。本文探討了飛機(jī)鈑金支架的一般設(shè)計(jì)流程方法，總結(jié)航空鈑金支架設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題，通過(guò)實(shí)例對(duì)設(shè)計(jì)流程進(jìn)行解釋。航空鈑金支架變化多端，設(shè)計(jì)出最優(yōu)的支架是飛機(jī)設(shè)計(jì)師的不斷追求，設(shè)計(jì)者在吸收前人優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方法和思路結(jié)合現(xiàn)有最新的設(shè)計(jì)思路和零件制造工藝，根據(jù)現(xiàn)有條件作出最合理的鈑金支架。

【參考文獻(xiàn)】

[1]程寶蕖，趙謙仁，等.飛機(jī)構(gòu)造工藝性，北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1990.

[2]方文修.飛機(jī)制圖與零件設(shè)計(jì)，香港：新興圖書(shū)公司，1974.

[4]英國(guó)霍克西德利飛機(jī)公司工藝手冊(cè).