复合材料在航空制造领域得到了大规模应用，是多种航天结构制造中不可缺少的材料，虽然可以提高构件整体性能，但是不同结构之间的搭配存在较大难度，整体的协调性比较差，无法保证装配效果，如果出现严重超差的情况则会影响结构质量，容易导致整个组件报废从而影响航空产品的气动外形。要实现对装配技术的深入研究，对影响复合材料双曲面组件装配质量的各类问题进行分析并进行有效处理，实现对产品气动外形的合理控制。
1.产品结构分析
某机型后机身后段主要采用复合材料制造，为桶形结构，全长2379mm，前端面尺寸为2114mm×l816mm，后端面尺寸为122lmm×l148mm，主要结构有：1～5框、4块蒙皮壁板、维护门、周向防火墙、纵向加强件及连接件组成。其中复材件60多个，重约110kg。
2.大型飞机复合材料双曲面组件装配协调问题
2.1复合材料共固化大组件零件的公差控制
飞机装配是根据各部位结构的生产需要进行零件、配件的组装从而形成一个整体，然后进行部段件组合最后组成飞机。复合材料零件在现代大型飞机生产中已经得到了较为广泛的应用，但是在进行零件生产加工过程中容易受到多方面因素的影响而无法保证零件精度，存在一定偏差，一般对这类偏差数据都有严格的规定标准，在实际进行组装时由于各类零件都有一定的加工公差，不断积累后就会出现较大偏差，会在一定程度上影响飞机整体的装配效果存在不协调的情况，所以整体的处理难度相对较大。零件越多，偏差越大，在处理方面也更加困难。
如何对误差积累问题进行有效处理是需要重点研究的问题，由于误差的不断积累，如果只检查生产过程中的某一环节则很难发现问题，因为各零件参数误差都在允许的范围内，但是慢慢积累后就会形成较大的问题。
要想对大组件零件的公差进行有效控制则需要充分运用尺寸链和概率论理论内容对各项数据进行分析和协调，在进行工艺编制的过程中就需要对公差进行细致规定实现对各个组装环节的状态进行严格控制，保证参数达标。
由于零件装配过程中的公差具有对称分布的特点所以可以采用公差带中点坐标法进行公差计算，对于个别不对称环节要采用其他方法进行计算。
根据计算结果可知，平尾连接组件与装配夹具的配合误差宽度之半为0．917 mm，积累误差的上下限为+0.917和-1.017 mm。
飞机加工车间加工过程中接头零件的状态较为平稳，为了保证零件配件的顺利加工一般都会将其调整到最大实体状态，采用这种方式进行零件加工若没有对零件公差进行有效控制很容易在最后装配的过程中出现较大偏差的情况，影响组件的连接效果。
对以上问题进行处理时需要对公差进行调整，从产品与工装的贴合角度出发确定合适的公差数据。但是这种通过缩小零件公差的方式在一定程度上提高了成型难度，投入成本有所增加。而整体装配效果可以得到保障，能够对产品整体的气动外形进行有效控制，不会受到其他因素的影响。所以这种解决方案虽然增加了生产成本但是提高了装配质量。
2.2温度带来的变形问题的处理方法
由于复合材料的膨胀系数不同，对于一些结构相对复杂的构件在实际进行装配的过程中经常会出现内部作用力分配不均匀的情况，要想对温度引起的不协调问题进行有效控制和处理则需要在装配过程中对误差问题进行定性分析，通过数据计算的方式对整个流程进行工艺补偿，在这一过程中要充分利用现代化技术手段和仪器设备，通过对结果的综合分析后进行科学调整，控制温度变化对零件外形产生的影响。以上这种解决办法在操作上比较简单而且不需要投入较多成本，应用效益比较高。
3.装配协调部段后段的气动外形
某机型部段后段以骨架为装配基准保证气动外缘，其公差为±0.76 mm，总装型架只有外形检验卡板，无外形定位卡板，气动外缘公差由骨架外形(壁板内缘)控制。其中l框～4框采用的是K孔定位，结合检验外形卡板，运用激光跟踪仪的拟合方法，对现场出现产品零件加工公差，进行最佳状态拟合的一个装配过程。
在进行部段后段装配操作的过程中引进先进工艺技术方法并与传统工艺内容相结合，可以在降低对零件质量影响的同时提高装配效果，实现了大型飞机气动外形的针对性控制。
某机型部段后段采用的是骨架定位方式，由于产品是有误差的，影响气动外形的主要有骨架零件的外形曲面与K孔的定位，而这两项最终的公差积累将直接决定产品的气动外形。在已知骨架零件产品零件存在公差的基础上，确定了一套数字化拟合的装配方案。
具体措施如下：装设计开始的数字量的调整：首先确定骨架定位方式确定为外形卡板定位，同时K孔定位，K孔定位销设计时采用的公差是-0.1～-0.05mm，即定位销产品K孔的最终尺寸存在-0.1～-0.05mm的公差。
在实际装配时，预先拟合工装分析定位NC面的前提下，以工装外形卡板为依据，，现场分析产品零件公差，包括型面公差，K孔公差，然后在K孔与定位销的公差范围内进行装配调整，通过激光跟踪仪的拟合，CATIA现场数字化分析，确定最佳姿态，完成最终定位。
通过对产品数据数字化管理传递、现场的数字化拟合装配，最终产品外形测量报告，气动外形与理论外形的最大偏差仅为0.768mm，最小为1μm，完全符合气动外形对该区域的±3mm的尺寸要求，明显优于现有的传统金属结构后段组件的气动外形。
4.结论
制造数据在传递和使用过程中可以通过预见性的模型计算、气动外缘公差尺寸链的分析、制定零件公差状态和调整工装设计补偿量等多种方式对数据的准确性进行控制，也可以采用多种先进技术手段如激光跟踪仪和CATIA现场数字你拟合产品对装配技术进行优化，实现工艺补偿，使产品气动外形达到相关设计要求，与传统的装配工艺相比气动外形控制效果比较好。
本文中研究的大型飞机运用了数字化技术手段进行制造设计，采用了新型制造技术，整个生产制造流程具有先进性特点，部段后段中应用的复合材料数量比较多，在该结构部位双曲面组件较为常见，在进行整体加固成型处理的过程中如果只在装配环节进行质量控制则无法满足产品生产过程中的多方面需求，生产合格率无法得到保障，必须要能够参与到产品生产的各个环节，了解数字化处理过程中各步骤的具体内容，在此基础上制定针对性的数字化传递控制方法，对于生产期间的误差积累问题进行合理控制，可以通过对大型飞机产品的生产、装配情况进行全过程管理和监控来保证组件的总装质量，提高整体的生产质量。
参考文献：
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