機(jī)翼裝配工藝規(guī)劃及仿真技術(shù)研究

陳曉瑞 陳相兵

摘 要：隨著社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步，我國的飛機(jī)制造業(yè)也在不斷發(fā)展，三維機(jī)翼裝配仿真工藝技術(shù)逐漸取代了傳統(tǒng)的飛機(jī)機(jī)翼裝配工藝，全新的三維機(jī)翼裝配仿真工藝技術(shù)的應(yīng)用能夠更好的滿足當(dāng)前我國飛機(jī)制造業(yè)的需求，因此本文首先分析了機(jī)翼裝配工藝規(guī)劃和仿真技術(shù)，最后具體分析了機(jī)翼裝配工藝規(guī)劃及仿真技術(shù)在我國航空領(lǐng)域的應(yīng)用，從而全面地提升機(jī)翼裝配仿真工藝技術(shù)在我國航空領(lǐng)域的應(yīng)用水平，促進(jìn)飛機(jī)制造行業(yè)的健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)機(jī)翼;裝配工藝規(guī)劃;仿真技術(shù)

前言：隨著社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，科技水平的發(fā)展，科學(xué)信息技術(shù)逐漸應(yīng)用到了現(xiàn)代航空制造行業(yè)中，為我國的飛機(jī)制造業(yè)提供了全新的發(fā)展方向和機(jī)遇。但是當(dāng)前我國航空制造業(yè)中飛機(jī)機(jī)翼裝配仿真技術(shù)與其它國家相比還處于發(fā)展的初級階段，對于飛機(jī)裝配仿真工藝技術(shù)的應(yīng)用還不夠廣泛，因此有必要對機(jī)翼裝配工藝規(guī)劃及仿真技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)全面的研究，從而提升我國航空制造業(yè)中機(jī)翼裝配仿真工藝技術(shù)的應(yīng)用水平。

1 機(jī)翼裝配工藝規(guī)劃與仿真技術(shù)

1.1機(jī)翼裝配工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)

當(dāng)前在我國各大型航空制造企業(yè)中，主要由航空企業(yè)工藝部門和車間工藝組兩個(gè)部門來進(jìn)行飛機(jī)機(jī)翼裝配工藝的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，其中工藝部門主要負(fù)責(zé)飛機(jī)設(shè)計(jì)過程中各類大型部件的設(shè)計(jì)工作，形成全面的飛機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)劃，而車間工藝部門則主要負(fù)責(zé)安裝零件的設(shè)計(jì)和制造。飛機(jī)機(jī)翼裝配工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)方面。

（1）分離面的設(shè)計(jì)

在飛機(jī)機(jī)翼裝配分離面的設(shè)計(jì)中一般分為分離面和工藝分離面兩種類型。在具體規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中無論是分離面設(shè)計(jì)還是工藝分離面的設(shè)計(jì)都應(yīng)當(dāng)選擇在低應(yīng)力區(qū)，另外在機(jī)翼裝配工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)中還要充分考慮到機(jī)翼裝配的協(xié)調(diào)程度。在飛機(jī)機(jī)翼結(jié)構(gòu)裝配設(shè)計(jì)中，對于各種小型零部件的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)充分考慮到零件的轉(zhuǎn)動和移動，采用可拆卸式的連接方法，為使用過程中對零部件的維修和保養(yǎng)工作提供便利。而在對機(jī)翼工藝分離面進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)，則不需要考慮到飛機(jī)的設(shè)計(jì)分離面，為了便于機(jī)翼的裝配工藝劃分工藝分離面通常采用不可拆式的連接方法。

（2）裝配單元的劃分

在機(jī)翼裝配工藝中會設(shè)計(jì)應(yīng)用到很多細(xì)小的零件，這些零件則是飛機(jī)機(jī)翼裝配工藝中的單元，在飛機(jī)機(jī)翼裝配設(shè)計(jì)過程中存在著多個(gè)單元配件，在進(jìn)行機(jī)翼單元零件的裝配過程中要保證裝配的完整性和獨(dú)立性。在完整性和獨(dú)立性的前提下進(jìn)行機(jī)翼裝配單元的劃分。

（3）機(jī)翼裝配標(biāo)基準(zhǔn)

在機(jī)翼裝配過程中要把握兩種裝配基準(zhǔn)，分別是蒙皮基準(zhǔn)和骨架基準(zhǔn)。在具體機(jī)翼裝配過程中以蒙皮作為裝配基準(zhǔn)的裝配方法會由外部向內(nèi)部產(chǎn)生一定程度的誤差，以骨架作為機(jī)翼裝配基準(zhǔn)的方式則恰恰相反，誤差則是由內(nèi)部向外部逐漸產(chǎn)生的。

（4）選擇機(jī)翼裝配定位方法

在機(jī)翼裝配工藝設(shè)計(jì)中，機(jī)翼裝配定位方法的選擇首先要考慮的問題就是要設(shè)置好各種機(jī)翼裝配零件、板件、組合件等在機(jī)翼中的具體位置，零件在空間中可以劃分為六個(gè)自由度，而機(jī)翼裝配的定位的最終目標(biāo)就是要限制這六個(gè)自由度中的某些方向的自由度[1]。

1.2裝配仿真技術(shù)

裝配仿真技術(shù)也被稱為裝配工藝仿真，裝配仿真技術(shù)就是指在飛機(jī)制造行業(yè)中工藝部門充分利用數(shù)字化技術(shù)和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對整個(gè)機(jī)翼裝配工藝進(jìn)行仿真模擬的一種綜合性的先進(jìn)的技術(shù)形式。機(jī)翼裝配仿真技術(shù)的應(yīng)用能夠通過信息數(shù)據(jù)的模擬試驗(yàn)得出相應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)果，便于在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)得到解決，在試驗(yàn)過程中能夠通過仿真技術(shù)的具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)對飛機(jī)機(jī)翼裝配工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化處理，從而全面提升飛機(jī)機(jī)翼裝配工藝設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。虛擬裝配仿真技術(shù)在飛機(jī)機(jī)翼裝配規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用能夠更加便捷地觀察到飛機(jī)機(jī)翼各單元部件在三維的虛擬環(huán)境中的動態(tài)安裝過程，實(shí)現(xiàn)了全面的仿真化，虛擬裝配仿真技術(shù)在飛機(jī)機(jī)翼裝配工藝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用能夠更加及時(shí)便捷地發(fā)現(xiàn)機(jī)翼裝配工藝設(shè)計(jì)中的問題并進(jìn)行相應(yīng)的改善，全面地提升飛機(jī)制造行業(yè)中機(jī)翼裝配設(shè)計(jì)制造的整體水平，減少應(yīng)用過程中問題，提升我國飛機(jī)制造行業(yè)的整體質(zhì)量。具體的機(jī)翼裝配仿真技術(shù)的應(yīng)用流程包括以下幾個(gè)方面。

（1）飛機(jī)機(jī)翼裝配順序的仿真

在飛機(jī)機(jī)翼裝配順序仿真過程中相關(guān)部門及技術(shù)人員要充分利用現(xiàn)有的飛機(jī)機(jī)翼裝配工藝的流程，結(jié)合實(shí)際裝配過程和裝配路徑進(jìn)行虛擬的三維動態(tài)機(jī)翼裝配仿真，在對飛機(jī)機(jī)翼裝配順序仿真的過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)裝配順序設(shè)計(jì)上的問題，有效解決設(shè)計(jì)問題。

（2）飛機(jī)機(jī)翼裝配干涉的仿真

在飛機(jī)機(jī)翼裝配順序仿真的過程中要系統(tǒng)全面地對機(jī)翼裝配過程中的每一個(gè)零件的性能和安裝過程進(jìn)行相應(yīng)的檢查，當(dāng)裝配干涉仿真系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的處理。

（3）飛機(jī)機(jī)翼應(yīng)用產(chǎn)品以及人機(jī)工程的仿真

在飛機(jī)機(jī)翼仿真技術(shù)中還要對機(jī)翼裝配設(shè)計(jì)中應(yīng)用的材料進(jìn)行三維動態(tài)仿真處理，從而發(fā)現(xiàn)機(jī)翼裝配過程中應(yīng)用的制造資源中的問題。另外還要在產(chǎn)品應(yīng)用仿真的基礎(chǔ)上進(jìn)行人機(jī)工程的仿真，利用三維動態(tài)仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)對機(jī)翼裝配過程中各環(huán)節(jié)的動態(tài)仿真處理，從而發(fā)現(xiàn)在具體裝配過程中各工作流程中的問題。

2 機(jī)翼裝配工藝仿真技術(shù)在我國飛機(jī)制造業(yè)的應(yīng)用

2.1機(jī)翼裝配工藝仿真技術(shù)總體規(guī)劃方案

機(jī)翼裝配工藝仿真技術(shù)在總體規(guī)劃階段最重要的問題就是軟件和仿真系統(tǒng)的選擇，要保證機(jī)翼裝配工藝仿真系統(tǒng)與企業(yè)內(nèi)部的應(yīng)用系統(tǒng)能夠統(tǒng)一進(jìn)行數(shù)據(jù)的有效傳遞和共享。當(dāng)前我國飛機(jī)制造企業(yè)中普遍使用的是達(dá)索系統(tǒng)的CATRIA進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開發(fā)，機(jī)翼裝配工藝仿真技術(shù)總體規(guī)劃方案能夠有效的保證項(xiàng)目工程的實(shí)施，提升機(jī)翼裝配工藝制造過程的精確程度。首先要保證機(jī)翼裝配工藝仿真技術(shù)總體規(guī)劃方案的合理性和科學(xué)性，對工藝方案進(jìn)行系統(tǒng)的分析和論證。最后要對機(jī)翼裝配工藝仿真技術(shù)中各細(xì)節(jié)部位進(jìn)行方案的驗(yàn)證，從而得出全面的總體規(guī)劃方案。

2.2裝配仿真平臺的搭建

機(jī)翼裝配仿真平臺的搭建能夠充分滿足飛機(jī)制造行業(yè)的整體應(yīng)用需求，實(shí)現(xiàn)對機(jī)翼裝配工藝仿真信息數(shù)據(jù)的有效管理，保證仿真技術(shù)的應(yīng)用規(guī)范性，提升機(jī)翼裝配工藝仿真技術(shù)的科學(xué)性和精確程度。在飛機(jī)制造企業(yè)中的裝配仿真應(yīng)用平臺應(yīng)當(dāng)采用系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化協(xié)調(diào)應(yīng)用模式，保證各部門之間的溝通和協(xié)作，使其能夠更好地完成飛機(jī)機(jī)翼裝配制造工作[2]。

2.3健全裝配仿真技術(shù)規(guī)范

在飛機(jī)制造企業(yè)中，要想更好地進(jìn)行飛機(jī)機(jī)翼裝配仿真工作，就要創(chuàng)建裝配仿真資料的模型庫，只有精準(zhǔn)科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐才能夠更好地開展相關(guān)的裝配仿真工作，另外相關(guān)企業(yè)還應(yīng)當(dāng)結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況建立健全的裝配仿真技術(shù)規(guī)范。保證相關(guān)技術(shù)人員在工作過程中的規(guī)范性，避免在機(jī)翼裝配仿真工作中的問題發(fā)生，全面提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)論：

綜上所述，飛機(jī)的工藝設(shè)計(jì)是航空制造行業(yè)的重要環(huán)節(jié)和關(guān)鍵步驟，三維機(jī)翼裝配工藝和仿真技術(shù)在飛機(jī)制造行業(yè)中的應(yīng)用能夠大大提升飛機(jī)設(shè)計(jì)制造中的科學(xué)性，方便相關(guān)飛機(jī)設(shè)計(jì)人員對飛機(jī)設(shè)計(jì)和制造各個(gè)環(huán)節(jié)的分析，全面提升飛機(jī)的安全性和穩(wěn)定性。因此相關(guān)飛機(jī)制造企業(yè)及技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)不斷提升自身技術(shù)水平，加強(qiáng)對機(jī)翼裝配工藝和仿真技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程中的問題，從而全面提升我國飛機(jī)設(shè)計(jì)和制造的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭洪杰.裝配仿真技術(shù)在飛機(jī)并行設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用[J]沈陽飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)有限公司，2019，26（28）：38-39.

[2]王帥，曹巖等.基于DELMIA的機(jī)翼裝配工藝規(guī)劃研究[J].西安工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院先進(jìn)制造工程研究所，2018，（04）：129-130.

作者簡介：

陳曉瑞（1992.07.05），女，漢族，籍貫：陜西三原，最高學(xué)歷：本科，目前職稱：助理工程師，研究方向：機(jī)翼裝配工藝規(guī)劃及仿真技術(shù)研究。