飛機(jī)工裝設(shè)計(jì)制造技術(shù)探究

趙成

【摘 要】在現(xiàn)代化社會的發(fā)展中，我國航空行業(yè)發(fā)展十分迅速，人們對飛機(jī)工裝設(shè)計(jì)制造質(zhì)量、設(shè)計(jì)制造效率提出了越來越高的要求。飛機(jī)結(jié)構(gòu)具有尺寸大、剛度小等特點(diǎn)，受交通特性的影響，需要具有很高發(fā)的結(jié)構(gòu)制造精度。為了有效提升飛機(jī)設(shè)計(jì)制造的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)互換，相關(guān)部門需要引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)、制造技術(shù)，為新機(jī)研制和生產(chǎn)提供技術(shù)支持，推動航空行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

【Abstract】 In the development of modern society， China's aviation industry is developing very rapidly. More and more demands have been put forward on the design and manufacture quality and efficiency of aircraft tooling. The structure of the aircraft has the characteristics of large size， low rigidity， etc. Due to the influence of traffic characteristics， it is required to have a high structural manufacturing precision. In order to effectively improve the accuracy of aircraft design and manufacturing， and achieve coordinated exchange， relevant departments need to introduce advanced design technology， manufacturing technology， provide technical support for the development and production of new machines， and promote the further development of the aviation industry.

【關(guān)鍵詞】飛機(jī)工裝;設(shè)計(jì)技術(shù);制造技術(shù)

【Keywords】aircraft tooling; design technology; manufacturing technology

【中圖分類號】V26? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）01-0195-02

1 引言

在飛機(jī)制造過程中，往往需要投入大量成套的工藝裝備，且需要大量的人力、物力和財(cái)力等資源。從傳統(tǒng)的工裝研制模式來看，實(shí)際的設(shè)計(jì)和制造工程需要大量的工藝裝備，且需要的生產(chǎn)周期長、投入成本高，難以滿足新時期的飛機(jī)研制需求，這就要求相關(guān)技術(shù)人員充分考慮工裝的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)?；诖?，文章闡述了飛機(jī)工裝設(shè)計(jì)制造的相關(guān)內(nèi)容，分析了飛機(jī)工裝設(shè)計(jì)制造中存在的問題，研究了飛機(jī)工裝設(shè)計(jì)制造技術(shù)。

2 飛機(jī)工裝設(shè)計(jì)制造相關(guān)內(nèi)容分析

飛機(jī)結(jié)構(gòu)具有剛度小、尺寸大、制造要求高等特點(diǎn)，為了保證飛機(jī)制造的準(zhǔn)確性、協(xié)調(diào)性，在實(shí)際制造過程中，需要使用大量成套的工藝裝備，投入大量的人力、資金，且研制周期和制造成本占據(jù)大量的比重。在新時期的發(fā)展中，很多生產(chǎn)航空主機(jī)的廠家承接了多種型號的飛機(jī)研制任務(wù)，這就需要根據(jù)現(xiàn)有的工裝研制模式、工藝裝備完成研制工作，以滿足研制生產(chǎn)新型號機(jī)型的需求[1]。

3 飛機(jī)工裝設(shè)計(jì)制造中存在的問題

3.1 新型飛機(jī)研究制造中的問題

在制造航空主機(jī)時，很多生產(chǎn)廠家需要在一定時間內(nèi)完成多種型號的機(jī)型研制和加工工作，這就在很大程度上增加了飛機(jī)工裝設(shè)計(jì)制造工裝的難度，使得實(shí)際的生產(chǎn)任務(wù)無法滿足生產(chǎn)計(jì)劃的需求。同時，飛機(jī)工裝制造部門的生產(chǎn)能力有待提高，在實(shí)際飛機(jī)工藝裝備生產(chǎn)中，很多新型的工藝裝備無法得到有效開發(fā)和研制，造成這一問題的主要原因不僅是飛機(jī)工藝裝備型號較多，還對飛機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)水平提出了越來越高的要求。因此，技術(shù)裝備部門應(yīng)該積極學(xué)習(xí)先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，引進(jìn)新工藝，新設(shè)備，不斷提高自身的制造能力，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)研制工作的順利實(shí)施[2]。

3.2 飛機(jī)工裝結(jié)構(gòu)不合理

在新時期的發(fā)展中，我國飛機(jī)工裝設(shè)計(jì)制造主要沿用前蘇聯(lián)的方法，與發(fā)達(dá)國家的航空企業(yè)相比存在很多問題，如裝配型架結(jié)構(gòu)過于笨重、占地面積和制造周期無法滿足相關(guān)要求，這就在一定程度上增加了飛機(jī)的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期和資金成本。例如，波音、空客工裝結(jié)構(gòu)比較簡便、重量輕，其模塊化設(shè)計(jì)的柔性好，但飛機(jī)制造中的主要工裝結(jié)構(gòu)是裝配型架，裝配型架的設(shè)計(jì)和制造是飛機(jī)生產(chǎn)準(zhǔn)備工作中的重點(diǎn)內(nèi)容。為了確保裝配過程中飛機(jī)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、定位的準(zhǔn)確性，相關(guān)部門主要應(yīng)用剛性結(jié)構(gòu)的裝配型架，且保證一套型架用于一個裝配對象。因此，在飛機(jī)生產(chǎn)準(zhǔn)備階段，相關(guān)部門應(yīng)大力制造裝配型架。

在傳統(tǒng)的裝配型架安裝過程中，往往會使用大量的定位件，如何實(shí)現(xiàn)定位件的快速安裝，拆卸和產(chǎn)品定位，縮短安裝、定位時間，提高工裝制造和產(chǎn)品裝配的效率，這就要求相關(guān)部門借鑒發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新并完善傳統(tǒng)的工裝結(jié)構(gòu)，節(jié)約飛機(jī)設(shè)計(jì)制造的時間[3]。

3.3 工裝設(shè)計(jì)水平不高

在新時期，我國工裝設(shè)計(jì)水平還比較落后，工裝生產(chǎn)效率比較低，這就需要縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間，更快地完成飛機(jī)產(chǎn)品工裝生產(chǎn)。目前，我國工裝研制普遍使用原有的串行模式，其主要內(nèi)容是根據(jù)固定順序完成生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)各個工藝環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)性，這種方式比較落后。在調(diào)整傳統(tǒng)的工裝結(jié)構(gòu)時，需要將結(jié)構(gòu)劃分成和產(chǎn)品數(shù)據(jù)獨(dú)立，只需要基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、依賴產(chǎn)品最終數(shù)據(jù)的專業(yè)結(jié)構(gòu)件，以完成工裝與并行設(shè)計(jì)產(chǎn)品份額思路。通常情況下，裝配型架標(biāo)準(zhǔn)部分、專用部分的相關(guān)用件尺寸較小，其設(shè)計(jì)和制造過程需要投入的時間比較少，不需要專業(yè)的大型加工設(shè)備，由于標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的尺寸比較大、結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性，這就要求相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)用專業(yè)的大型設(shè)備完成加工、設(shè)計(jì)、制造等工作，持續(xù)的時間比較長。除此之外，產(chǎn)品應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無需引入最終數(shù)據(jù)，僅需要少量的基本數(shù)據(jù)，在設(shè)計(jì)飛機(jī)產(chǎn)品的過程中，設(shè)計(jì)制造在發(fā)放產(chǎn)品最終版本后不需要較長時間就能使專用結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)制造完成。因此，設(shè)計(jì)完成產(chǎn)品后型架在較短時間完成裝配。

4 飛機(jī)工裝設(shè)計(jì)制造技術(shù)

4.1 飛機(jī)工裝設(shè)計(jì)制造的柔性化

在現(xiàn)代化社會的發(fā)展中，很多先進(jìn)國家的航空企業(yè)普遍使用柔性裝配技術(shù)完成飛機(jī)工裝設(shè)計(jì)和制造工裝，這種技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備時間，降低了飛機(jī)工裝的制造成本，為飛機(jī)制造企業(yè)創(chuàng)造了更多的效益。因此，飛機(jī)工裝柔性化制造技術(shù)具有成熟、先進(jìn)等特點(diǎn)，柔性裝配工裝是柔性裝配體系中的重點(diǎn)內(nèi)容，其主要是應(yīng)用產(chǎn)品數(shù)字量尺寸協(xié)調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)完成裝配模塊的自動化、重組化，這種形式無需專業(yè)的裝配夾具、型架，在很大程度上降低了飛機(jī)工裝的資金投入，減少了飛機(jī)工裝生產(chǎn)準(zhǔn)備的時間。

4.2 飛機(jī)工裝設(shè)計(jì)制造的數(shù)字化

飛機(jī)工裝設(shè)計(jì)制造的數(shù)字化包括三方面內(nèi)容，分別是工裝數(shù)字化設(shè)計(jì)、工裝數(shù)字化制造、工裝數(shù)字化檢測。其中，工裝數(shù)字化設(shè)計(jì)指的是在三維數(shù)字化環(huán)境中完成工裝結(jié)構(gòu)的零組件設(shè)計(jì)、數(shù)字化預(yù)裝配設(shè)計(jì)工裝;工裝數(shù)字化制造指的是使用數(shù)字化設(shè)計(jì)工裝模型、數(shù)字化加工設(shè)備，加工并裝配工裝的關(guān)鍵特征型面、互換協(xié)調(diào)交點(diǎn);工裝數(shù)字化檢測指的是應(yīng)用數(shù)字化檢測設(shè)備檢驗(yàn)數(shù)字化設(shè)計(jì)、制造工裝的過程。飛機(jī)工裝設(shè)計(jì)制造的數(shù)字化改善了飛機(jī)工裝設(shè)計(jì)、制造過程，其主要體現(xiàn)在以下方面：第一，工藝裝備的設(shè)計(jì)制造發(fā)生了改變，三維數(shù)字量代替了傳統(tǒng)技術(shù)中的實(shí)物樣件模擬量，這就在很大程度上減少了工裝數(shù)量，取消了模線樣板、標(biāo)準(zhǔn)樣件、工裝制造樣板等;第二，數(shù)控加工和安裝技術(shù)已被廣泛應(yīng)用到各項(xiàng)工藝裝備制造過程中，改善了傳統(tǒng)的工裝制造分工、生產(chǎn)方式、作業(yè)流程、組織管理模式。在社會的發(fā)展中，我國航空制造業(yè)普遍使用模擬量傳遞的協(xié)調(diào)體系，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樣件、模線樣板，完善了飛機(jī)制造企業(yè)工裝制造按專業(yè)分工構(gòu)建的組織體系。除此之外，飛機(jī)工裝設(shè)計(jì)制造過程中數(shù)字化技術(shù)使得各項(xiàng)數(shù)字化設(shè)計(jì)制造軟件、制造設(shè)備的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，合理地優(yōu)化了傳統(tǒng)專業(yè)分工中的資源配置問題，提高了工作的整體效率，為了改善工裝設(shè)計(jì)制造模式，應(yīng)調(diào)整傳統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)，優(yōu)化資源配置。

4.3 飛機(jī)工裝研究制作的速度化

工裝研發(fā)制造速度是飛機(jī)主機(jī)生產(chǎn)廠家發(fā)展過程中的主要問題之一，直接關(guān)系著工藝設(shè)計(jì)加工生產(chǎn)的順利實(shí)施，其能夠提升設(shè)計(jì)速度和制造速度。第一，在設(shè)計(jì)過程中，技術(shù)裝備部門應(yīng)建立快速設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫，提升飛機(jī)工裝的設(shè)計(jì)效率;第二，在制造過程中，技術(shù)裝備部門應(yīng)深入分析飛機(jī)工裝的結(jié)構(gòu)，研究工裝的新型結(jié)構(gòu)，實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的方式，以提前完成工裝標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的加工制造，提升工裝生產(chǎn)、裝配的速度創(chuàng)造。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國航空業(yè)發(fā)展十分迅速，很多新型技術(shù)已融入飛機(jī)制造行業(yè)的發(fā)展中。為了適應(yīng)新形勢的發(fā)展，相關(guān)部門應(yīng)該提升自身的綜合競爭實(shí)力、技術(shù)水平，企業(yè)應(yīng)投入大量的資金，及時更新相關(guān)設(shè)備，以設(shè)計(jì)出更高技術(shù)的產(chǎn)品，提高飛機(jī)工裝的綜合制造能力。

【參考文獻(xiàn)】

【1】王紹增，趙新坤，馮愛鳳.航空維修中工裝設(shè)計(jì)與制造模式的探討[J].云南化工，2018，45（02）：195-196.

【2】崔健.淺析飛機(jī)工裝設(shè)計(jì)制造技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（27）：135.

【3】于蘭萍，周濤.工裝設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].導(dǎo)航與控制，2016，15（02）：18-23.