飞机装配装配型架的设计.pptx
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1、第八章第八章 装配型架的设计装配型架的设计康永刚康永刚2主要内容主要内容p8.1装配型架的功用及技术要求装配型架的功用及技术要求p8.2装配型架设计的一般问题装配型架设计的一般问题p8.3装配型架的种类装配型架的种类p8.4装配型架的构造装配型架的构造3第八章第八章 装配型架的设计装配型架的设计8.1装配型架的功用及技术要求装配型架的功用及技术要求飞机装配飞机装配零件数量多,形状复杂,刚度低,相互关系复杂,准确度要求高零件数量多,形状复杂,刚度低,相互关系复杂,准确度要求高 需要以外加辅助约束提供支撑,维持准确形状,保证准确的相互需要以外加辅助约束提供支撑,维持准确形状,保证准确的相互 位置,
2、达到装配准确度要求位置,达到装配准确度要求所以需要装配夹具所以需要装配夹具型架(具有支撑、定位、夹紧功能)(尺寸大小)型架(具有支撑、定位、夹紧功能)(尺寸大小)工艺装备主要类型工艺装备主要类型型架分为型架分为:装配型架、对合型架、精加工型架、检验型架。装配型架装配型架:铆接、胶接、焊接装配型架(按装配对象分)。4第八章第八章 装配型架的设计装配型架的设计8.1装配型架的功用及技术要求装配型架的功用及技术要求型架结构组成型架结构组成:骨架骨架型架的基础,固定和支撑其它元件,保证各元件空间位置准确,应有型架的基础,固定和支撑其它元件,保证各元件空间位置准确,应有 足够的刚度足够的刚度定位件定位件
3、主要功能元件,保证工件准确位置,定位准确可靠,相互协调,使主要功能元件,保证工件准确位置,定位准确可靠,相互协调,使 用方便用方便夹紧件夹紧件固定工件的加力元件,装夹迅速可靠,方便,不损伤工件固定工件的加力元件,装夹迅速可靠,方便,不损伤工件(定位夹紧件)(定位夹紧件)辅助设备辅助设备托架、工作梯、起重吊挂等托架、工作梯、起重吊挂等5第八章第八章 装配型架的设计装配型架的设计8.1装配型架的功用及技术要求装配型架的功用及技术要求6第八章第八章 装配型架的设计装配型架的设计8.1装配型架的功用及技术要求装配型架的功用及技术要求型架功用:型架功用:1保证产品准确度和互换性保证产品准确度和互换性保证
4、工件定位准确保证工件定位准确、保持其正确、保持其正确形状和一定形状和一定的工艺刚度(一定过定位)的工艺刚度(一定过定位),限制连接变形,限制连接变形,满足装配后产品准确度和互满足装配后产品准确度和互换、协调要求。换、协调要求。2改善劳动条件,提高装配工作效率,降低成本改善劳动条件,提高装配工作效率,降低成本对型架要求对型架要求:足够的刚度,高准确度,可靠的定位和夹紧,提供需要的辅助:足够的刚度,高准确度,可靠的定位和夹紧,提供需要的辅助1定位件位置准确度高定位件位置准确度高2提高装配工作效率,空间开敞提高装配工作效率,空间开敞3结构简单,标准化结构简单,标准化 使用性、协调性、稳定性、安全性、
5、先进性、经济性使用性、协调性、稳定性、安全性、先进性、经济性7第八章第八章 装配型架的设计装配型架的设计8.1装配型架的功用及技术要求装配型架的功用及技术要求对型架要求对型架要求:1 1 定位件位置准确度高定位件位置准确度高定位件误差:正确选择定位件结构和配合精度定位件在骨架上的安装误差:正确安装方法骨架在工作载荷下的扰度:足够刚度而不笨重使用中造成型架准确度不稳定因素:振动、冲击、焊接热应力、变形、地基下沉(规范标准中规定地基要求和定检时间)(温度,大飞机机翼为例)8第八章第八章 装配型架的设计装配型架的设计8.1装配型架的功用及技术要求装配型架的功用及技术要求对型架要求对型架要求:提高装配
6、工作效率提高装配工作效率工作在型架上的位置使型架尽可能开敞作为设计人员须满足生产现场和工艺人员设计要求9第八章第八章 装配型架的设计装配型架的设计复习:复习:8.1装配型架的功用及技术要求装配型架的功用及技术要求型架结构组成:型架结构组成:骨架、定位件、夹紧件、辅助设备骨架、定位件、夹紧件、辅助设备型架功用:型架功用:1保证产品准确度和互换性保证产品准确度和互换性保证工件定位准确、保持其正确形状和一保证工件定位准确、保持其正确形状和一定的工艺刚度(一定过定位),限制连接变形,满足装配后产品准确度定的工艺刚度(一定过定位),限制连接变形,满足装配后产品准确度和互换、协调要求。和互换、协调要求。2
7、改善劳动条件,提高装配工作效率,降低成本改善劳动条件,提高装配工作效率,降低成本对型架要求:对型架要求:足够的刚度,高准确度,可靠的定位和夹紧,提供需要的辅助足够的刚度,高准确度,可靠的定位和夹紧,提供需要的辅助1定位件位置准确度高(定位件位置准确度高(定位件理论误差、定位件在型架上的安装误差、型架本身在工定位件理论误差、定位件在型架上的安装误差、型架本身在工作载荷下的挠度变形、造成型架不稳定的其他因素作载荷下的挠度变形、造成型架不稳定的其他因素)2提高装配工作效率,空间开敞提高装配工作效率,空间开敞3结构简单,标准化结构简单,标准化10第八章第八章 装配型架的设计装配型架的设计8.2装配型架
8、设计的一般问题装配型架设计的一般问题原原始始资资料料内内容容和和步步骤骤基基准准的的选选择择装装配配对对象象的的放放置置状状态态选选择择工工件件的的定定位位-出架方式出架方式温度温度型架基础型架基础一、原始资料;一、原始资料;型架设计任务单:型架设计任务单:型架功用、数量、与其它型架的关系。(工装申请单)装配件的结构图纸与技术条件:装配件的结构图纸与技术条件:熟悉产品结构特点和装配精度、协调互换。(MBD 数模)产品装配方案或指令性工艺规程和工艺装配协调图表产品装配方案或指令性工艺规程和工艺装配协调图表(零件、装配件的供应状态和先后顺序,产品的装配工艺过程,零件-装配和标准工艺装备之间的制造关
9、系、从属和协调关系,使得零件、组件、部件制造依据达到完整、正确、协调、统一)型架设计技术条件型架设计技术条件 型架内需要完成的主要工作,装配零件及装配件的定位基准 制造依据和安装方法 装配对象在型架中的放置状态、型架骨架结构形式等原则性意见 出架方式和方向,出架用设备。辅助设备要求型架元件及结构的标准化资料型架元件及结构的标准化资料(规范与标准、手册及相关资料)11第八章第八章 装配型架的设计装配型架的设计8.2装配型架设计的一般问题装配型架设计的一般问题二、型架设计的内容和步骤;二、型架设计的内容和步骤;拟定型架设计方案绘制工作总图绘制零件图基于MBD数模实例检索修改-新型架(计算机辅助设计
10、、实例库计算机辅助设计、实例库)拟定型架设计方案相关内容:拟定型架设计方案相关内容:型架设计基准装配对象在型架中的放置状态工件定位基准,形位、尺寸公差工件出架方式型架安装方式型架结构形式型架结构形式骨架刚度验算型架支承与地基估算温度对型架准确度的影响12第八章第八章 装配型架的设计装配型架的设计8.2装配型架设计的一般问题装配型架设计的一般问题三、型架设计基准选择(三、型架设计基准选择(确定型架上各个零件和装配件的相对位置,确定工作尺确定型架上各个零件和装配件的相对位置,确定工作尺寸和检验工件尺寸方便寸和检验工件尺寸方便)1.相邻部件的装配型架:相邻部件的装配型架:以飞机部件的设计基准作为成套
11、装配型架和标工的设计基准,选择同一设计基准轴线,避免复杂计算和误差累积,便于测量检验 如:中翼-外翼-副翼-襟翼装配型架,机身壁板-加强框-总装配(弦平面、前梁轴线、前缘线、后梁轴线,飞机轴线、对称轴线)2.型架设计基准型架设计基准:力求简化尺寸计算,以便制造、检验(大梁的装配);力求简化尺寸计算,以便制造、检验(大梁的装配);与安装方法相适应。与安装方法相适应。四、装配对象在型架中的四、装配对象在型架中的放置状态放置状态有利的工作姿态下进行工作大型框类、圆形结构(机身隔框、机头罩):转动式夹具;大型板件:立放机身零件:与飞机飞行状态一致翼面类零件:垂直放置13第八章第八章 装配型架的设计装配
12、型架的设计8.2装配型架设计的一般问题装配型架设计的一般问题五、五、选择选择工件工件定位基准(定位基准(装配对象在型架内位置的零件或装配件的表面)、)、定位件形式及其布置定位件形式及其布置 六定位原则xyzFzUz,Mx,MyFyUy,MzFxUx14第八章第八章 装配型架的设计装配型架的设计8.2装配型架设计的一般问题装配型架设计的一般问题五、五、选择工件定位基准、定位件形式及其布置选择工件定位基准、定位件形式及其布置飞机装配飞机装配在型架中经常采用过定位在型架中经常采用过定位“N 2-1”定位原理定位原理低刚度件过定位,超6点定位15第八章第八章 装配型架的设计装配型架的设计8.2装配型架
13、设计的一般问题装配型架设计的一般问题六、出架方式六、出架方式(大型工件)工件出架安全、节省厂房,简化搬运。工件出架安全、节省厂房,简化搬运。从型架上方出架,考虑吊车纵向出架侧向出架和驾车式型架 (重工件)16第八章第八章 装配型架的设计装配型架的设计一、不同材料在不同温度下形成的尺寸误差一、不同材料在不同温度下形成的尺寸误差由于飞机结构材料与型架热膨胀系数不同而产生的:尺寸的热膨胀协调误差尺寸的热膨胀协调误差。铝和钢件10m,温度变化10下长度差1.2mm,大飞机及A380翼展超过50m。二、地坪热膨胀二、地坪热膨胀系数(系数(0 0)及其)及其对型架准确度的对型架准确度的影响影响 不与地坪相
14、固定的整体式骨架不与地坪相固定的整体式骨架钢钢;与地坪相固定的型架:与地坪相固定的型架:地地 组合式型架较复杂组合式型架较复杂型型 地地温度变化对型架准确度的影响温度变化对型架准确度的影响8.2装配型架设计的一般问题装配型架设计的一般问题17第八章第八章 装配型架的设计装配型架的设计三、减少热膨胀协调误差的方法三、减少热膨胀协调误差的方法 设计补偿:设计补偿:设置补偿件、留热膨胀间隙 工艺补偿:工艺补偿:留加工余量、尺寸修正工艺装备采用与产品相同材料采用可移动定位件型架采用整体底座:避免地坪热膨胀系数影响。温度变化对型架准确度的影响温度变化对型架准确度的影响型架基础设计型架基础设计地基沉降:刚
15、性型架不能调整,标定困难,对地基沉降敏感。地坪强度计算:地坪受力表面压缩,下表面受拉伸,拉伸应力达到地坪混凝土抗拉强度,即破坏。可提高混凝土高度、标号、增大型架支点底面积。8.2装配型架设计的一般问题装配型架设计的一般问题18第八章第八章 装配型架的设计装配型架的设计一、型架结构的简化一、型架结构的简化1.1.正确选择工艺划分和装配顺序:正确选择工艺划分和装配顺序:简化型架构造(中央翼盒和外翼对接面精加工、大十字架装配)2.2.用工艺孔定位代替外形定位用工艺孔定位代替外形定位:型架结构开敞,简化部件总装型架3.3.用内型板代替外形卡板用内型板代替外形卡板,内型板是指固定在型架上的定位件、假框、
16、假肋。4.4.采用工艺接头采用工艺接头5.5.用分散式骨架代替组合式骨架用分散式骨架代替组合式骨架6.6.以先装工件定位后装以先装工件定位后装工件(前襟翼大梁立筋定位钣金肋)工件(前襟翼大梁立筋定位钣金肋)7.7.骨架元件的合理骨架元件的合理布局(型架刚度、出架方式、分散式骨架)布局(型架刚度、出架方式、分散式骨架)二、装配型架元件标准化二、装配型架元件标准化可缩短生产准备;可降低型架成本;提高了设计质量型架结构的简化及元件的标准化型架结构的简化及元件的标准化8.2装配型架设计的一般问题装配型架设计的一般问题19第八章第八章 装配型架的设计装配型架的设计型架设计的发展型架设计的发展p快快速速化
17、化变变型型设设计计、模模块块化化设设计计、基基于于实实例例和和知知识识的的智智能能设设计、基于计、基于MBD的全三维设计;的全三维设计;p采用有限元方法分析型架结构采用有限元方法分析型架结构受力、温度场作用下的受力、温度场作用下的影响影响20第八章第八章 装配型架的设计装配型架的设计8.3装配型架的构造装配型架的构造-型架结构分解、分解设计过程型架结构分解、分解设计过程骨架、定位件、夹紧件、辅助装置等骨架、定位件、夹紧件、辅助装置等21第八章第八章 装配型架的设计装配型架的设计骨架:骨架:型架的 基体,用以固定和支撑定位件、夹紧件等其他元件,保持各 元件空间位置的准确性和稳定性。骨架要有足够的
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