飞机装配容差分析技术研究
张睿 陈秋月 王国辉 孙佳岑
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张睿 陈秋月 王国辉 孙佳岑,. 飞机装配容差分析技术研究[J]. 中国航空航天科学,20215. DOI:10.12721/ccn.2021.157044.
摘要: 在飞机装配全过程中,零件的生产制造偏差和构件的装配精准定位偏差会累积和蔓延,很有可能造成飞机总体几何图形规定偏差,在要求标准内而不能按预订方案进行装配,进而造成施工进度耽误乃至原材料消耗,乃至严重危害航行安全性。飞机装配公差分析可以预测分析具体产品能不能达到设计规定,对提升生产制造计划方案和公差分派方案,确保飞机装配品质,控制成本,减少产品研发周期时间具备特别关键的功效。在整理飞机装配公差分析工作内容的根基上,科学研究了飞机装配公差分析的核心技术,包含怎样界定设计方案基准管理体系和如何选择公差累积计算方式。论述了界定基准的常见方式,汇总了界定设计方案基准管理体系的标准。汇总了现阶段飞机装配公差分析行业运用的公差累积计算方式,并对各种各样方式比较剖析,得出了挑选公差累积测算模式的常见问题。
关键词: 飞机装配;容差分析;基准;计算方法
DOI:10.12721/ccn.2021.157044
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引言

在飞机装配全过程中,零件的制造偏差和构件的装配精准定位偏差会累积和蔓延,很有可能造成飞机总体几何图形规定偏差、装配出现异常等问题。小到处理偏差问题,消耗很多施工时间和原材料,大到危害飞机特性,减少顾客满意度,关联到飞机新项目的成功与失败。

公差分析是管理方法产品误差的合理方式。它是一种定性分析专用工具,根据公差积累来测算和计算装配零件的误差。飞机装配公差分析根据公差积累测算认证构件制造精度的装配加工工艺、设计方案标准管理体系是不是能达到飞机设计规定,根据不断迭代计算提升飞机公差分派方案、装配加工工艺、设计方案标准管理体系,最后做到确保飞机装配品质、避免盲目生产、减少成本费用的目地。

伴随着我国经济的飞速发展,行业竞争日益猛烈。为了更好地节约成本,提升产品品质,减少产品研发和制造時间,得到更多的社会经济效益和社会效益,必须对产品研发开展提升。朝向装配的设计方案(DFA)是迭代开发中的一项关键技术性,承担处理装配不正确、返工、损毁等问题,使零件可以迅速、立即地装配起來。由此可见,装配公差的有效划分和设计方案加工工艺容量的有效提升是飞机装配精度的前提条件,与此同时适用无余量装配的公差分析变成模拟仿真发展趋势的挑戰。

一、我国航空工业的重要性

航空工业生产做为国内主要的国防安全和经济社会发展,关联到在我国将来战略发展规划和安定团结。因为日益增加的世界和地域问题,中国的航空加工制造业遭受了很大程度的刺激性,但与此同时也面对着较大的挑戰。做为一种用途普遍的专用工具,不一样的客户对飞机有不同的规定。做为航空公司,要相对应达到客户规定。民用型飞机层面,飞机要安全性、靠谱、舒服、舒适。不一样国防用途的飞机对性能的需求也不一样,例如隐藏性能好、整体机身轻、速率高。做为军工用輔助飞机,如航母舰载机、空中加油机等,必须容积大,隐秘性好。

二、飞机装配容差概述

在航空生产制造中,合理的装配公差可以在一定水平上控制成本、减少全部装配的精度和每个组件的特性,与此同时达到制造规定。通常,公差分析用以查验产品的这一方面。针对公差分析,传统式的剖析一直根据本人的感覺和工作经验,这在现在有一定水平的落伍。为了更好地融入日益发展趋势的航空公司机械设备制造行业,必须融合辅助设计技术性开展剖析。因为飞机对零件装配的公差较小,怎样调节和装配精度变成飞机装配的核心和难题,提升装配偏差变成世界各国飞机生产制造的核心方法。

三、飞机装配容差分析工作流程

循环系统梯度下降法是飞机安装公差剖析的全过程。的第一步是界定公差剖析的原始基本上键入,包含广告设计和平面几何公差的制定根据和规定。为了更好地尽量防止公差的过多累积,关键工作职责包含:设计方案的公差操纵、安装的公差操纵、零件安裝部位的公差操纵等。第二步是测算其公差,自然包含精准的公差剖析和测算总体目标及其公差积累测算的执行;第三步,依据数值,分辨是不得超过总体目标规定或是与总体目标规定相距并不大,即是不是能实现目标和规定,是不是必须提升资金投入。假如循环系统反复,就必须提升键入。循环系统从第一部分逐渐。假如立即进行公差测算,则不用提升键入。

飞机计划根据和飞机几何图形个体差异要求、工作包计划根据、工作库中的几何图形个体差异要求、工作包界限極限公差要求、部件计划和部件几何图形个体差异要求由飞机研究设计企业界定。在其中,飞机和工作包的设计方案标准、工作包的操纵公差规定和飞机公差要求均由室内设计师管理方法。工作包内的几何图形公差规定、部件设计规范和部件几何图形公差规定通常由设计方案承揽经销商要求和管理方法。

四、飞机装配容差分析关键技术研究

4.1如何定义设计基准体系

从设计方案、全过程和衡量三个层面看来,基准可以分成三类,即设计方案基准、全过程基准和衡量基准。文中,除非是另有表明,论文参考文献均为设计方案论文参考文献。飞机安装公差分析规定在对应的飞机产品构造树中逐渐建立基准,产生基准管理体系,既要为整体、工作包、子部件和零件定义基准。基准锁住了零件在室内空间中的六个自由度,用以明确零件上点、线、面的部位,是尺寸公差的关键构成部分。飞机零部件上标明的多少规格和几何公差,也就是GDT绝大多数都是有基准规定。

有二种较常用的办法来定义基准。第一种方式应用3-2-1方式建立三基准面系统软件,即根据三个点定义第一基准面,通过垂直于第一基准面的两个点定义第二基准面,根据垂直于第一和第二基准面的一个点定义第三基准面。二是定义一个三基准系统软件,一个平面和2个垂直于平面的孔,在其中平面是第一基准,一个孔是第二基准,另一个孔是第三基准。第一参照平面是这一平面,第二参照平面越过2个孔的轴,第三参照平面越过第二参照孔的轴并垂直于第一和第二参考平面。

4.2公差分析员从飞机的飞机设计基础和形位公差规定、工作包内部结构的工作任务包设计基础和形位公差规定、工作包的插口操纵尺寸公差规定界定文档中获取公差分析测算目标。公差分析的计算目标一般是由上而下取值的几何图形重要特点,包含三个层面: (1)飞机的作用目标,(2)飞机为了更好地使活动面运作灵便、不卡涩的可安装性目标, (3)为了确保坐椅组的一切正常安裝,2个坐椅滑轨的间距规格。

4.3装配公差综合与分析

根据飞机装配实体模型的装配公差综合性与剖析致力于操纵飞机最后装配的形态和部位精密度。人机交互技术明确装配公差闭环控制后,根据求得管束图明确装配公差的构成环,转化成尺寸链获取规格和公差信息内容。在这个基础上,运用优化方法对装配规格公差开展综合分析,进而有效分派装配公差,以增强其装配性能,减少装配成本费。除此之外,可以应用一种或各种方式 来降低误差积累并提升装配精密度。 (1)提升“赔偿环”设计方案。在装配性能剖析中,考虑到了很有可能造成误差的阶段,并在各个阶段明确提出了误差赔偿方式,使误差累积降到最低。(2)在装配中尽可能统一情况操纵和测定的方式。因为不一样的操纵和测量法所造成的误差方式和多少不一样,在制定中应多方面考虑到和融洽,使公差造成和清除的方式简易统一。

国内航空公司行业愈来愈高度重视优秀的装配公差剖析技术性,它早已成为了当代飞机设计方案制作中不可缺少的一部分。详细介绍了飞机装配公差建模的常见方式、特性和存在的不足。将装配树和公差建模紧密结合,明确提出了一种无余量的公差建模方式,搭建了公差词义实体模型,表明了装配模块中间的制约和相互依赖及其零部件和公差相互关系。

五、结束语

目前,先进的装配公差分析技术在国内航空工业中越来越受到重视,已成为现代飞机设计制造中不可或缺的一部分。在分析飞机装配过程中加工和公差确定工作过程的基础上,研究了基准参数体系的确定、设计和公差累加计算方法的选择,对从事相关工作的技术人员具有一定的参考价值。

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