机身数字化对接装配工装结构技术研究

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42机 械设 计 与 制造Machinery Design ＆ Manufacture第9期2013年 9月机身数字化对接装配工装结构技术研究王 巍 l12，张云华 ，王宛山 ，张 尧 ，吕 冰(1．东北大学，辽宁 沈阳 110004；2．沈阳航空航天大学，辽宁 沈阳 110136；3．江西洪都航空工业股份有限公司，江西 南昌 330024)摘 要：针对飞机机身结构特点及其对接精度要求，基于数字化标准工装关键特性的装配协调技术，引入机身对接装配移动式生产线和安全防护理念，设计制造了一套数字化对接装配工装。该工装不仅可以实现前、中、后机身的精细对接，满足机 身对接精度要求，而且提高了飞机机身对接装配质量稳定性和对接装配效率 ，缩短 了工装的研制周期和生产准备周期，节省了工装的研制成本，同时为飞机部段级数字化工装的设计提供了一个范例。

关键词：关键特性；数字标工；移动式生产线；安全防护；工装设计中图分类号：THI6 文献标识码：A 文章编号：1001—3997(2013)09—0042—04Technology Research of Fuselage Digital Connection AssemblyTooling Structure on an AircraftWANG Wei 一，ZHANG Yun-hua ，WANG Wan-shan ，ZHANG Yao ，LV Bing3(1．Northeastern University， Liaoning Shenyang 1 10136，China；2．Shenyang Aerospace University，Liaoning Shenyang1 10136，China；3．Jiangxi Hongdu Aviation Industry Co．，Lld，Jiangxi Nanchang 330024，China)Abstract：A ccording to an aircraft fia~elage structural l厂eature and its connection accuracy requirements，based on digitalstandard tooling and key characteristics assembly coordination technology，it introduces the mobile production line and safetyprotection concept to design and manufacture a set ofdigtized connection assembly tooling．The tooling not only COlt beachieved in the connection ofanteriorfuselage，middlefuselage and rearfuselage，meet thefuselage connection accuracyrequireme nts，but also improve the quality stability and connecting assembly eficiency of aircraft fuselage connectingassembly，and sho~en the tooling development cycle and production preparation cycle， soving the co$t of toolingdevelopment，as welasprovidingan exampleforthe design ofthe aircraft section—leveldigtaltooling.

Key W ords：KeyCharacteristics；DigitalStandardTooling；M obileProductionLine；SafetyProtection；ToolingDesign1引言飞机部件装配过程是将大量的飞机零件按照数模、相关技术要求等进行组合、连接 ，实现从零件到组件，再到段件，最终形成部件的过程I”。飞机大部件按常规型飞机通常是指机身、机翼 、尾翼、起落架及动力装置等五大部件，这几大部件的装配一直是飞机装配过程中的重点。传统的飞机机身对接装配有千斤顶加辅助托架的方式 、对接车或对接台对接法 、型架加吊车对接和POGO柱加手工调整的对接方式等，这些方式在机身对接装配过程中仍采用模拟量传递，需要大量的复杂的标准专用工装，通用性可变性差，而且对接装配过程需要手工操作，常常有强行挤压装配的现象，易产生应力，影响疲劳强度，装配质量和装配效率较低，制造成本较高12]。

以某机机身部件作为研究对象，根据其机身机构特点，基于数字化标准工装定义及其协调技术，设计完成了某机机身数字化对接装配工装。该机身对接装配工装的设计，实现了定位柔性化 、对接自动化、测量精密化、设备集成化等先进技术 ，为国内开展飞机大部件装配的工程应用提供了条件，对深入研究应用飞机数字化柔性装配技术，具有重要意义。

2某型飞机机身机构特点及装配要求该机机身由前机身、中机身 、后机身i大部件组成 ，对接方式采用成龙对接。对接的主要工作包括：部件的调整、界面处壁板的修配、长桁的对接、座椅滑轨的对接、对接带板的连接等，其中机身滑轨对接精度要求高、对接蒙皮阶差 、间隙调整困难是工装设计过程中亟待解决的难题。机身纵向共两处对接框，横截面共有64根长桁。按照工艺分离面，机头、前机身、中机身、后机身分别在SD990站位处进行对接。其工装设计制造应以机身三维模型中的关键特『生为标准依据，能实现前、中、后机身的自动对接装配、机身内部系统组件安装和机身对接内部系统试验和机身尾端的安装。

在工装设计时，采用数字化产品定义技术，基于关键特性和来稿 日期：2012一l1—27基金项目：航空基金资助(2oo9zE54o07)作者简介：王 巍，(1965一)，女，教授，硕士生导师，主要研究方向：数字化飞机制造技术、飞机装配工装的通用性及模块化设计

No．9Sept．2013 机 械 设计 与 制 造 45并行协调等技术实现对机身对接过程的高精度控制，满足了机身高精度对接要求。(3)基于移动式生产线理念，使用气垫悬浮技术实现机身的工位移动 ，实现了机身对接装配的移动式生产线功能，避免了重复定位安装，这在很大程度上能够避免传统的产品之间转移方式的缺点，提高生产效率，增加机身对接装配的精度。

使用过定位报警技术和超声波控制技术实现飞机装配过程中的安全防护，提高了飞机装配过程的安全可靠性。工装不仅可以实现前、中、后机身的精细对接，满足机身对接精度要求，而且提高了飞机机身对接装配质量稳定性和对接装配效率，缩短了工装的研制周期和生产准备周期，节省了工装的研制成本 ，同时为飞机部段级数字化工装的设计提供了一个范例。

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(Wu Xiao-feng，Zhang Liang-liang，Gao Wei-guang．Application ofdigtal measurement and air cushion technology in aircraft major partassembly[J]．AeronauticalManufacturingTechnology，2010(23)~3-66．)(上接第41页)4结论以M16螺栓的螺栓联接为研究对象 ，利用 APDL语言建立了螺栓联接蠕变松弛有限元模型；分析了有无粗糙面、不同初始预紧力对蠕变松弛的影响；研究了螺栓和联接物蠕变对螺栓联接蠕变松弛的作用。结果表明：有粗糙结合面的情况的螺栓蠕变松弛比没有粗糙结合面的稍小；初始预紧力越大，螺栓蠕变预紧力损失越多，但保持的预紧力也越大；螺栓蠕变对螺栓联接蠕变松弛起主要作用；螺栓联接蠕变松弛不是螺栓蠕变和联接物蠕变的线性叠加。这些对研究螺栓联接松弛机理和防松以及螺栓拧紧工艺具有一定的指导意义。

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