装配工艺的基础知识模板.doc
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1、装配工艺员手册2.3装配工艺基准选择基准是确定结构件之间相对位置部分点、线、面。产品设计需要建立这么基准,如飞机水平基准线、对称轴线、翼弦平面、弦线、梁轴线、长桁轴线、框轴线、肋轴线等,统称为设计基准。设计基准通常全部是不存在于结构上点、线、面,在生产中往往无法直接利用。所以,在装配过程中要建立装配工艺基准,它是存在于结构上点、线、面,能够用来确定结构件装配位置。2.3.1装配工艺基准分类1 按功效划分1)定位基准:用以确定结构件在设备或工艺装备上相对位置。2)装配基准:用以确定结构件之间相对位置。3)测量基准:用于测量结构件装配位置尺寸起始位置。2 确保部件外形两种装配基准确保部件外形正确度
2、使用两种装配基准,即以骨架为基准和以蒙皮为基准,两种装配基准比较见表两种装配基准比较种类以骨架为基准以蒙皮为基准图例结构特点肋、隔板、框等骨架零件为整体式结构,无外形赔偿件1翼肋、隔板为上、下两半组成,用重合赔偿连接2翼面类部件采取弦平面分离面,上下半肋通常不连接3 翼肋、隔板、框等和蒙皮之间设有赔偿件装配过程首先定位骨架,然后将蒙皮装在骨架上,用压紧力压紧,蒙皮和骨架进行铆接1 无赔偿件结构:按卡板定位蒙皮,安装半肋施压紧力并和蒙皮铆接,对合上下半肋2 有赔偿件结构:定位翼肋腹板(或框),按卡板定位蒙皮并加力使其贴合卡板,安装赔偿件和蒙皮和肋腹板铆接。亦可将赔偿件带在壁板上,定位后赔偿件和肋
3、(或框)连接装配误差装配误差“由内向外”积累,误差反应在部件外形上装配误差“由外向内”积累,误差经过赔偿件消除外形误差组成1骨架零件外形误差2骨架装配误差3蒙皮厚度误差4蒙皮和骨架贴合间隙5装配变形1卡板外形误差2 蒙皮和卡板之间贴合间隙装配变形特点累积误差反应在部件外形上,使其正确度降低。若提升部件外形正确度,必需提升骨架零件外形正确度和骨架装配、定位正确度利用赔偿能取得较高部件外形正确度应用范围1 外形正确度要求较低部件2 翼面高度较小,不便于采取赔偿结构部件外形正确度要求较高部件,且结构部署和连接通路全部能满足要求2.3.2 装配工艺基准选择依据1产品图样及技术条件1) 产品结构特点(1
4、)蒙皮和骨架之间设有赔偿件或翼肋在弦平面采取重合赔偿形式,和翼肋、隔板在弦平面分开且不相连接结构是采取以蒙皮外形或以蒙皮内形位装配基准先决条件。(2)骨架零件为整体时只能以骨架为装配基准。2)产品结构件功用(1)决定部件外形结构件定位时,尽可能采取以外形面作为定位基准。(2)含有对接孔街头或组件,应选择对接孔、叉(耳)侧面为定位基准。3)正确度要求(1)梁、肋、框、长桁等有轴线要求,应尽可能以该零、组件轴线面作为定位基准。(2)有对合要求对接孔、对接平面应选择对接孔、对接面作为定位基准。2 结构件刚性1)刚性结构件定位刚性结构件定位必需符合六点定位规律,即要约束6个自由度(沿X、Y、Z三个轴轴
5、向移动和绕三个轴转动)。每一个结构件工艺基准选择必需达成6个自由度控制。2) 低刚性结构件定位低刚性结构件定位不遵照六点定位规律,通常采取过定位,其目标是维护结构件形状或强迫变形使结构件符合定位要求。但过定位是产生装配应力原因之一。选择哪种定位形式取决于结构件尺寸大小、形状复杂程度、刚性高低、外形正确度要求等。3 工艺原因1) 以结构件上工艺孔作为工艺基准以孔替换边缘(或外形)作为定位基准,能够简化定位方法和工装结构,在确保位置正确度和外形正确度前提下应优先考虑。架构上用作定位基准工艺孔有装配孔、定位孔等。2) 以工艺接头孔作为定位基准在结构件上不许可制孔或结构上孔不能定位刚度、强度要求时,以
6、工艺接头孔作为定位基准。它适适用于刚性比较大且无产品接头孔可利用装配件定位。3) 装配协调要求(1) 不一样组件协调部位定位基准应该统一。如一般框分段装在几块壁板上,各框段在各壁板上定位基准应选择在同一面上。(2) 同一组件在不一样夹具上定位基准应该统一。4) 施工通路影响在使用工艺装备定位时,在不影响定位正确度前提下,应结合施工通路要求来选择定位基准。2.3.3 装配工艺基准选择标准在选择定位基准和装配基按时应遵照以下四个标准:1 装配定位基准尽可能和设计基准统一标准结构件尽可能直接利用设计基准作为装配定位基准。不能利用,应经过工艺装备间接地实现基准统一。如机翼翼肋位置在图样上是用翼肋轴线确
7、定。定位翼肋时,应选择翼肋轴线面作为定位基准。2 装配定位基准和零件加工基准统一标准 尽可能作到装配定位基准和零件加工基准统一,不然应进行协调。如整体翼肋、整体大梁数控加工时定位基准孔,在装配夹具内定位时采取该孔作为装配定位基准,能确保较高位置正确度。3 装配基准和定位基准重合标准在部件或分部件为叉耳对接或围框式对接时,这些接头或平面在部件(分部件)装配时是定位基准,在部件对接时选作装配基准,亦即装配基准和定位基准统一。4 基准不变标准在部件整个装配过程中,每道工序及每个装配阶段(装配单元)全部用同一基准进行定位,即构件二次定位应采取同一定位基准。如在机翼前梁装配时,以前梁接头对接孔作为定位基
8、准,则在前梁和前缘对合、部件总装时,均应以该接头孔作为定位基准。2.3.4 不一样装配基准外形误差计算不一样装配基准对部件外形正确度引发误差尺寸链计算见表表* 不一样装配基准外形误差尺寸链计算公式装配基准简图计算公式以蒙皮外表面为装配基准Hx=Hcn-(Hc+Hc”)+Ci式中 Hx部件外形计算误差 Hcn装配夹具(翼肋模型)制造误差 Hc、 Hc”壁板和装配夹具不贴合间隙 Ci变形和温度改变引发误差以骨架表面为装配基准Hx=Hk+1+2+Ci式中 1、2蒙皮厚度偏差 Hk骨架(肋、框)外形误差以蒙皮内表面为装配基准Hx=Hcn +1+2+(Hc+Hc”)+Ci外缘以装配孔为基准和腹板装配肋或
9、框Hx=1+2+H1+H2+H3+4Z+Ci式中 H1、H3缘条上装配孔位置误差 H2腹板上装配孔外形方向距离误差 Z装配孔(定位孔)和和定位销之间最大间隙框以定位孔为基准在装配夹具内定位Hx=1+2+Hk-cn + H4+H5+4Z2+ Ci式中 H4、H5框上定位孔位置误差 Hk-cn夹具定位孔距离误差 Z2定位孔和定位销之间最大间隙2.4 定位方法选择2.4.1 定位方法分类及特点定位方法分类及特点见表类 别方 法特 点选 用画线定位法1 用通用量具和画线工具画线2 用专用样板画线3 用明胶模线晒相方法1 简便易行2 装配正确度低3 工作效率低4 节省工装费用1 新机研制时尽可能采取2
10、成批生产时,简单、易于测量、正确度不高零件定位3 作为其它定位方法辅助定位基准件定位法以产品结构上一些点、线、面确定待装件位置1简便易行、节省工装、装配开敞、协调性好2 基准件必需含有很好刚性和位置正确度1 有配合关系、尺寸或形状相一致零件之间装配2 和其它定位方法混合使用装配孔定位法在相互连接零件(组合件)上,按一定协调路线分别制出孔,装配时零件以对应孔定位来确定零件(组合件)相互位置1 定位快速、方便2 不用或仅用简单工装3 定位正确度比工装定位低,比画线定位高1 单曲度、平滑双曲度壁板中蒙皮、长桁、 框装配2 内部加强件定位3 平面组合件非外形零件定位4 组合件和组合件之间定位装配型架定
11、位法利用型架定位件确定结构件装配位置或加工位置(如精加工台)1 定位正确度高2 限制装配变形或强迫低刚性结构件符合工装3 能确保交换位置协调4 生产准备周期长应用广泛定位方法,能确保各类结构件装配正确度要求2.4.2 画线定位法2.4.2.1 手工画线法在选定零件上,按图样尺寸划出待安装零件定位基准线(即位置线)。划线使用B4B铅笔。镁合金零件上使用不含石墨特种铅笔。划线装配正确度取决于工人技术水平。2.4.2.2 接触晒相法在选定基体零件上涂以感光材料,用明胶板(或明胶模线)在基体上晒出待装零件外廓位置线。晒相法比手工画线定位正确度高,节省工时。适适用于试制和小批生产阶段。2.4.3 基准件
12、定位法2.4.3.1 对基准件要求1) 用作基准件零件或结构件必需有很好刚性,即在自重作用下能保持本身形状和尺寸。对于低刚性零件能够经过工装或其它方法增强其刚性。2) 基准件上用作定位基准点、线、面形状、尺寸、位置必需符合图样和协调要求,并满足待定位零件位置要求。假如定位用点、线、面是在装配过程中形成,应该合理选择该零件上道工序定位方法。2.4.3.2 以基准件定位应用实例1) 完全基准件定位法在装配过程中部分零件定位:如在蒙皮上口盖孔不留余量,口框、口盖按口盖孔定位。长桁和格框连接角片以预先安装好格框和长桁定位。部件定位:部件以基准件上经过协调孔和面为基准定位。如在型架外进行机身各段对接、机
13、身机翼对接等。该方法可用于设计分离面,也可用于工艺分离面。在工艺分离面没有孔和面能够利用时,则设置工艺接头。2) 以基准件作为辅助定位基准采取其它定位方法如画线法、装配孔定位、工装定位时,只控制部分自由度,其它自由度按基准件定位。这种方法能确保零件之间协调。在制订装配方案时应优先考虑此法。伴随零件制造砖确度提升和整体件采取,这种定位方法应用越来越多。2.4.4 装配孔定位法2.4.4.1 分类装配孔用于零件和零件之间和装配定位,也用于装配件和装配件之间定位。零件和零件取装配孔按基体零件形状分为三类,见表类别名称特点应用实例类平面类组合件装配孔基体零件为平面,待装和基体零件配合面为平面肋、平面框
14、、梁、地板、隔墙等组件装配类单曲度壁板组合件装配孔基体零件为单曲度。长桁直母线部署,和蒙皮配合面为平面。框、垫板外形为单曲度。翼面类部件壁板、机身类部件单曲度壁板装配类 双曲度壁板组合件装配孔基体零件为双曲度。框外形为单曲度。长桁外形为扭曲面机身、起落架短舱、发动机短舱中平滑双曲度壁板装配2.4.4.2 装配孔适用范围1)适适用于平面类组合件腹板和加强型材、加强板、垫板纳、角片等装配。2)适适用于壁板类组合件蒙皮和长桁、一般框、口框、加强板装配。双曲度壁板取装配孔时其壁板曲度不大且应平滑。框和蒙皮取装配孔时,其框距容差应小于装配孔定位误差,同时还应考虑数块壁板同站位框对接形式及赔偿情况。连接在
15、壁板上赔偿片通常不取装配孔。3)取装配孔组件、壁板应有一定刚性,以确保在钻孔、铆接过程中不致变形。对于有气动外形要求壁板,在蒙皮薄、刚性小情况下,应考虑支撑装配夹具。4)装配件和装配件之间取装配孔时,待定位组合件、壁板、分部件应有足够刚度,且装配孔协调方法简单,易于实现。2.4.4.3 装配孔取制标准1)每个零件通常选择两个装配孔,并应分部在零件两端。特殊情况下能够例外:尺寸大、刚性小零件,装配孔能够增加至35个,部分特殊情况下也能够多于5个,此时装配孔间距通常为400mm左右。只选择一个装配孔,再结合其它定位方法(画线定位、基准件定位)确定零件位置。2)装配孔通常不宜在三层零件重合处。特殊情
16、况下能够在多层零件多个零件上取制装配孔。图1.29所表示为某机型半梁取制装配孔实例。该装配孔在角材1、腹板、缘条(垫片)、角材2上,此时可在角材1、角材2和腹板上取装配孔,装配时首先组合腹板和缘条,然后按腹板上装配孔钻缘条上孔,即可实现角材定位。3)装配孔位置距零件成形区(下陷、弯边、加强槽等)应大于紧固件间距两倍。4)对称零件装配孔应不对称地分布在对称轴线两侧。5)装配孔应取在铆钉、螺栓位置处。2.4.4.4 装配孔协调路线1)平面类组合件装配孔协调路线:以腹板、加强型材装配为例图1.30第34页所表示。2)单曲度壁板类组合件装配孔协调路线如1.31第34页所表示。3)双曲度壁板组合件装配孔
17、协调路线如1.31第35页所表示。2.4.4.5 装配孔技术要求1)装配孔直径为2.7mm。当铆钉直径为2.5或3 mm时装配孔直径为2.1 mm。2)装配孔直径上偏差+为0.2 mm,下偏差为0 mm。3)装配孔通常相对样板孔同轴度为0.4 mm。4)按钻模钻制装配孔相对于钻模同轴度为0.2mm。2.4.5 装配型加定位法2.4.5.1 定位件定位形式装配型加(夹具)定位是经过定位件实现,其定位件形式见表。形式图例说明卡板1 用于组合件、分部件、部件外形定位,以蒙皮外形件作为定位基准,或用骨架外形定位件2 卡板在部件外形外侧。卡板工作面是蒙皮外形,也能够是蒙皮内形(即骨架外形)3 经过装在卡
18、板上附件,可定位骨架零件,如梁、肋、框、隔板等4 卡板位置和数量取决于产品结构形式,外形正确度要求,外形曲率改变,结构刚性和装配工作内容等原因5 卡板也能够作为结构件外形压紧件内形板1 用于壁板、分部件、部件外形定位,以蒙皮内形作为定位基准2 内形板在部件外形内侧,工作面是蒙皮内形3 同其上部署元件一起定位框、肋、隔板、长桁等4分部件、部件总装时,内形板用来定位壁板,并确保部件外形5内形板位置和数量选择和卡板相同6 模型框、模型肋是内形板一个形式,它固定在产品结构上,起到定位壁板和确保外形作用托板1 用于平面型组合件外形定位2 托板通常在组合件下面,多为固定式,并起支托作用3 托板位置和数量选
19、择和卡板相同包络定位件1用于一些双曲度壁板组合件和外形复杂立体组合件外形定位,以蒙皮外形为定位基准。如整流罩、整流包皮等2 包络定位件取结构件整个外形,也能够确定内部构件位置。在包络皮上还有钻制铆钉孔钻模叉耳接头定位件1 用于各类叉耳接头定位。如部件对接接头、结构连接接头、设备成品安装接头、系统构件安装接头、工艺接头等2以叉耳配合面和对接孔作为定位基准,能确保接头安装正确位置和交换协调凸缘接头定位件1 凸缘(围框式)接头定位件通常称为型加平板,用于以平面结合形式连接各类接头定位,如机身、机翼各段对接面上围框式接头,关键受力构件连接接头等2 以对接平面和对接孔作为定位基准,能确保接头装配交换协调
20、3能够兼作对接孔精加工钻模定位孔定位件1 用于以对接孔为定位基准零件、组合件定位,并确定在型加内装配位置2 定位孔定位件由平面、孔、定位销组成。两个或两个以上定位孔能够控制结构件六个自由度,简化了型加结构3 定位孔定位件上孔和结构件上定位孔需要按一定协调路线协调工艺接头定位件1 用于刚性较大组合件、分部件、部件对合时在工装内定位。工艺接头在组合件装配时安装,带到下道工序作为结构件定位基准2 工艺接头还用作部件架外对接时相互定位基准3 工艺接头通常借用结构上连接孔固定,装配完成再装上正式产品紧固件4工艺接头和工装之间定位和叉耳接头定位件相同5 工艺接头还能够起到支撑产品,调整产品位置,吊运产品作
21、用6 采取工艺接头能够降低协调步骤,简化工装结构模型定位件1 是模拟产品外廓形状、尺寸一个定位件,用来协调定在该产品相关结构件装配位置2 通常适适用于和复杂立体型面产品有协调安装要求结构件定位。如按舱门模型协调安装门坎,按成品模型协调安装管路等3 模型定位件通常以产品结构定位,也可安装在型加上。图例为安装在型加上滑轨模型定位件,用来定位滑轮架定位安装量规1 用于架外(或架内)安装、定位带有对接孔或外形零件、组合件、部件一个构架式定位件2 量规以已安装产品上接头孔为基准,毋须复杂工装伸出件,从而大大简化型加结构,同时协调性好3 多数用于架外安装,从而降低总装型架内工作量4 用作定位产品结构必需有
22、足够刚性2.4.5.2 定位孔取制方法1) 定位孔分类按定位孔载体零件特征分类见表 表 定位孔分类类别名称特点应用实例类平板零件定位孔零件上无带理论外形弯边由腹板、缘条、型材组成梁、框、肋腹板定位孔类板弯零件定位孔零件弯边带理论外形,定位孔取在腹板面上带理论外形弯边肋、框、隔板、板弯梁等类曲面零件定位孔定位孔取在单曲度、双曲度蒙皮上。确定蒙皮或壁板在型加内纵向横向位置机身类、翼面类部件壁板蒙皮,在壁板夹具内或壁板在总装型架内定位类整体机加件定位孔定位孔取在轴线平面上,和数控加工理论外形时零件定位基准重合整体框、整体翼肋、整体大梁类组合件定位孔在组合件装配夹具少按钻模制出分部件或部件在总装时组合
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