飛機裝配-裝配型架的設計.ppt

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第八章裝配型架的設計 康永剛 主要內容 8 1裝配型架的功用及技術要求8 2裝配型架設計的一般問題8 3裝配型架的種類8 4裝配型架的構造 第八章裝配型架的設計 8 1裝配型架的功用及技術要求 飛機裝配 零件數量多 形狀復雜 剛度低 相互關系復雜 準確度要求高 需要以外加輔助約束提供支撐 維持準確形狀 保證準確的相互位置 達到裝配準確度要求所以需要裝配夾具 型架 具有支撐 定位 夾緊功能 尺寸大小 工藝裝備主要類型型架分為 裝配型架 對合型架 精加工型架 檢驗型架 裝配型架 鉚接 膠接 焊接裝配型架 按裝配對象分 第八章裝配型架的設計 8 1裝配型架的功用及技術要求 型架結構組成 骨架 型架的基礎 固定和支撐其它元件 保證各元件空間位置準確 應有足夠的剛度定位件 主要功能元件 保證工件準確位置 定位準確可靠 相互協調 使用方便夾緊件 固定工件的加力元件 裝夾迅速可靠 方便 不損傷工件 定位夾緊件 輔助設備 托架 工作梯 起重吊掛等 第八章裝配型架的設計 8 1裝配型架的功用及技術要求 第八章裝配型架的設計 8 1裝配型架的功用及技術要求 型架功用 保證產品準確度和互換性 保證工件定位準確 保持其正確形狀和一定的工藝剛度 一定過定位 限制連接變形 滿足裝配后產品準確度和互換 協調要求 改善勞動條件 提高裝配工作效率 降低成本對型架要求 足夠的剛度 高準確度 可靠的定位和夾緊 提供需要的輔助定位件位置準確度高提高裝配工作效率 空間開敞結構簡單 標準化使用性 協調性 穩(wěn)定性 安全性 先進性 經濟性 第八章裝配型架的設計 8 1裝配型架的功用及技術要求 對型架要求 1定位件位置準確度高定位件誤差 正確選擇定位件結構和配合精度定位件在骨架上的安裝誤差 正確安裝方法骨架在工作載荷下的擾度 足夠剛度而不笨重使用中造成型架準確度不穩(wěn)定因素 振動 沖擊 焊接熱應力 變形 地基下沉 規(guī)范標準中規(guī)定地基要求和定檢時間 溫度 大飛機機翼為例 第八章裝配型架的設計 8 1裝配型架的功用及技術要求 對型架要求 提高裝配工作效率工作在型架上的位置使型架盡可能開敞 作為設計人員須滿足生產現場和工藝人員設計要求 第八章裝配型架的設計 復習 8 1裝配型架的功用及技術要求 型架結構組成 骨架 定位件 夾緊件 輔助設備型架功用 保證產品準確度和互換性 保證工件定位準確 保持其正確形狀和一定的工藝剛度 一定過定位 限制連接變形 滿足裝配后產品準確度和互換 協調要求 改善勞動條件 提高裝配工作效率 降低成本對型架要求 足夠的剛度 高準確度 可靠的定位和夾緊 提供需要的輔助定位件位置準確度高 定位件理論誤差 定位件在型架上的安裝誤差 型架本身在工作載荷下的撓度變形 造成型架不穩(wěn)定的其他因素 提高裝配工作效率 空間開敞結構簡單 標準化 第八章裝配型架的設計 8 2裝配型架設計的一般問題原始資料 內容和步驟 基準的選擇 裝配對象的放置狀態(tài) 選擇工件的定位 出架方式 溫度 型架基礎 一 原始資料 型架設計任務單 型架功用 數量 與其它型架的關系 工裝申請單 裝配件的結構圖紙與技術條件 熟悉產品結構特點和裝配精度 協調互換 MBD數模 產品裝配方案或指令性工藝規(guī)程和工藝裝配協調圖表 零件 裝配件的供應狀態(tài)和先后順序 產品的裝配工藝過程 零件 裝配和標準工藝裝備之間的制造關系 從屬和協調關系 使得零件 組件 部件制造依據達到完整 正確 協調 統一 型架設計技術條件型架內需要完成的主要工作 裝配零件及裝配件的定位基準制造依據和安裝方法裝配對象在型架中的放置狀態(tài) 型架骨架結構形式等原則性意見出架方式和方向 出架用設備 輔助設備要求型架元件及結構的標準化資料 規(guī)范與標準 手冊及相關資料 第八章裝配型架的設計 8 2裝配型架設計的一般問題 二 型架設計的內容和步驟 擬定型架設計方案繪制工作總圖繪制零件圖基于MBD數模 實例檢索 修改 新型架 計算機輔助設計 實例庫 擬定型架設計方案相關內容 型架設計基準裝配對象在型架中的放置狀態(tài)工件定位基準 形位 尺寸公差工件出架方式型架安裝方式型架結構形式骨架剛度驗算型架支承與地基估算溫度對型架準確度的影響 第八章裝配型架的設計 8 2裝配型架設計的一般問題 三 型架設計基準選擇 確定型架上各個零件和裝配件的相對位置 確定工作尺寸和檢驗工件尺寸方便 相鄰部件的裝配型架 以飛機部件的設計基準作為成套裝配型架和標工的設計基準 選擇同一設計基準軸線 避免復雜計算和誤差累積 便于測量檢驗如 中翼 外翼 副翼 襟翼裝配型架 機身壁板 加強框 總裝配 弦平面 前梁軸線 前緣線 后梁軸線 飛機軸線 對稱軸線 2 型架設計基準 力求簡化尺寸計算 以便制造 檢驗 大梁的裝配 與安裝方法相適應 四 裝配對象在型架中的放置狀態(tài)有利的工作姿態(tài)下進行工作大型框類 圓形結構 機身隔框 機頭罩 轉動式夾具 大型板件 立放機身零件 與飛機飛行狀態(tài)一致翼面類零件 垂直放置 第八章裝配型架的設計 8 2裝配型架設計的一般問題 五 選擇工件定位基準 裝配對象在型架內位置的零件或裝配件的表面 定位件形式及其布置六定位原則 第八章裝配型架的設計 8 2裝配型架設計的一般問題 五 選擇工件定位基準 定位件形式及其布置 飛機裝配 在型架中經常采用過定位 N 2 1 定位原理 低剛度件 過定位 超6點定位 第八章裝配型架的設計 8 2裝配型架設計的一般問題 六 出架方式 大型工件 工件出架安全 節(jié)省廠房 簡化搬運 從型架上方出架 考慮吊車縱向出架側向出架和駕車式型架 重工件 第八章裝配型架的設計 一 不同材料在不同溫度下形成的尺寸誤差由于飛機結構材料與型架熱膨脹系數不同而產生的 尺寸的熱膨脹協調誤差 鋁和鋼件10m 溫度變化10 下長度差1 2mm 大飛機及A380翼展超過50m 二 地坪熱膨脹系數 0 及其對型架準確度的影響不與地坪相固定的整體式骨架 鋼 與地坪相固定的型架 地組合式型架較復雜 型 地 溫度變化對型架準確度的影響 8 2裝配型架設計的一般問題 第八章裝配型架的設計 三 減少熱膨脹協調誤差的方法設計補償 設置補償件 留熱膨脹間隙工藝補償 留加工余量 尺寸修正工藝裝備采用與產品相同材料采用可移動定位件型架采用整體底座 避免地坪熱膨脹系數影響 溫度變化對型架準確度的影響 型架基礎設計地基沉降 剛性型架不能調整 標定困難 對地基沉降敏感 地坪強度計算 地坪受力表面壓縮 下表面受拉伸 拉伸應力達到地坪混凝土抗拉強度 即破壞 可提高混凝土高度 標號 增大型架支點底面積 8 2裝配型架設計的一般問題 第八章裝配型架的設計 一 型架結構的簡化正確選擇工藝劃分和裝配順序 簡化型架構造 中央翼盒和外翼對接面精加工 大十字架裝配 用工藝孔定位代替外形定位 型架結構開敞 簡化部件總裝型架用內型板代替外形卡板 內型板是指固定在型架上的定位件 假框 假肋 采用工藝接頭用分散式骨架代替組合式骨架以先裝工件定位后裝工件 前襟翼大梁立筋定位鈑金肋 骨架元件的合理布局 型架剛度 出架方式 分散式骨架 二 裝配型架元件標準化可縮短生產準備 可降低型架成本 提高了設計質量 型架結構的簡化及元件的標準化 8 2裝配型架設計的一般問題 第八章裝配型架的設計 型架設計的發(fā)展快速化變型設計 模塊化設計 基于實例和知識的智能設計 基于MBD的全三維設計 采用有限元方法分析型架結構受力 溫度場作用下的影響 第八章裝配型架的設計 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 骨架 定位件 夾緊件 輔助裝置等 第八章裝配型架的設計 骨架 型架的基體 用以固定和支撐定位件 夾緊件等其他元件 保持各元件空間位置的準確性和穩(wěn)定性 骨架要有足夠的剛度 框架式 工件尺寸不大 圖8 13 圖8 14 組合式 大型工件 底座 立柱 支臂 梁組成規(guī)格化 標準化程度高 但元件尺寸大分散式 取消整體骨架 要求地基穩(wěn)固 適合于大尺寸 圖8 21 整體底座式 多支點可調支撐 降低對地基的要求 圖8 22 8 3裝配型架的構造 第八章裝配型架的設計 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 1 骨架 槽鋼 鋼管焊接而成 多用于平面組合件等 抗扭效果差 四點支撐下不均勻的支撐力或地基沉降將導致變形 可以采用三點支撐 變形小但不穩(wěn)定 加兩點輔助支撐 提高穩(wěn)定性 第八章裝配型架的設計 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 1 骨架 第八章裝配型架的設計 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 1 骨架 大型工件 底座 立柱 支臂 梁組成規(guī)格化 標準化程度高 元件尺寸大 采用鑄鐵 并加工 第八章裝配型架的設計 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 1 骨架 不設整體骨架 各個定位夾緊件固定在以車間地基為基礎的分散的金屬骨架上 地基與工件熱膨脹系數差值大 第八章裝配型架的設計 整體底座式 多支點可調支撐 降低了對地基的要求 浮動結構可搬移 底座采用鋁與工件熱膨脹基本一致 缺點是費料 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 1 骨架 第八章裝配型架的設計 目前采用簡化計算和計算機軟件數值計算相結合的方法一 組合式型架骨架的剛度驗算縱梁假設為雙簡支梁 當考慮縱梁受扭時 簡化為雙固支梁標準立柱的截面計算受力形式 立柱截面大小 力的大小二 構架剛度計算三 有限元法計算型架的剛度 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 1 骨架 第八章裝配型架的設計 定位件和夾緊件 保證所定位的工件處于正確 可靠的位置 并把它們夾緊在這個位置上 一 型材零件的定位夾緊件 圖8 31 適用于帶彎邊的隔框 翼肋 梁 長桁的鈑金零件二 外形定位件及夾緊件確定飛機氣動力外形的定位件 分為 卡板 內型板和包絡式定位板 2 型架定位件和夾緊件 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 三 接頭定位器 型架平板及工藝接頭定位器 第八章裝配型架的設計 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 2 型架定位件和夾緊件 一 型材零件的定位夾緊件 腹板面 端面和定位孔 插槽式結構 定位腹板面和端面 第八章裝配型架的設計 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 2 型架定位件和夾緊件 二 外形定位件及夾緊件 卡板 本體結構 端頭 吊掛和平衡配重 內卡板 外卡板 分類 卡板 外卡板 半卡板 內卡板 活動卡板 內型卡板 包絡板 型架平板 第八章裝配型架的設計 卡板的工作方式以骨架定位 卡板可定位骨架外形 采用橡皮筋夾緊工件 蒙皮外形定位 1使用內外卡板時 內卡板上使用橡皮墊或螺旋式夾緊件 2無內卡板時 在卡板側面裝上角片 用工藝螺栓把蒙皮夾緊 3用臨時裝上的螺旋式頂桿從蒙皮內部頂緊 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 2 型架定位件和夾緊件 二 外形定位件及夾緊件 卡板 本體結構 端頭 吊掛和平衡配重 內卡板 外卡板 半卡板 卡板 卡板本體和卡板端頭組成 外卡板 第八章裝配型架的設計 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 2 型架定位件和夾緊件 第八章裝配型架的設計 帶蒙皮夾緊裝置的卡板1 機身隔框 2 補償片 3 蒙皮 4 工藝螺栓 5 卡板 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 2 型架定位件和夾緊件 二 外形定位件及夾緊件 第八章裝配型架的設計 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 2 型架定位件和夾緊件 二 外形定位件及夾緊件 第八章裝配型架的設計 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 2 型架定位件和夾緊件 二 外形定位件及夾緊件 第八章裝配型架的設計 內形板 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 2 型架定位件和夾緊件 二 外形定位件及夾緊件 第八章裝配型架的設計 二 外形定位件及夾緊件確定飛機氣動力外形的定位件 分為 卡板 內型板和包絡式定位板包絡式定位板 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 2 型架定位件和夾緊件 是一塊較厚的帶曲面外形的鉆模定位板 包絡板 其上帶鉚釘孔的鉆套 工件軸線和蒙皮切割線 第八章裝配型架的設計 二 外形定位件及夾緊件型架平板 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 2 型架定位件和夾緊件 第八章裝配型架的設計 三 接頭定位器 型架平板及工藝接頭定位器叉耳式接頭定位件 叉耳式連接固定式 拆動式 導桿式 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 2 型架定位件和夾緊件 第八章裝配型架的設計 三 接頭定位器 型架平板及工藝接頭定位器型架平板 圍框式凸緣多孔連接 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 2 型架定位件和夾緊件 第八章裝配型架的設計 三 接頭定位器 型架平板及工藝接頭定位器工藝接頭 為了裝配時定位和夾持工件的需要而加在飛機結構的較強部位上的暫時性接頭 優(yōu)點 由少數幾個點定位來代替卡板的 線 定位 簡化型架結構 工藝接頭可在段件裝配 部件裝配和部件對接等各階段使用 保持基準不變 工藝接頭是定位孔和接頭定位件的結合 具有定位孔的簡便及接頭定位的剛度 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 2 型架定位件和夾緊件 第八章裝配型架的設計 2 型架定位件和夾緊件 應用 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 第八章裝配型架的設計 2 型架定位件和夾緊件 應用 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 第八章裝配型架的設計 2 型架定位件和夾緊件 應用 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 第八章裝配型架的設計 2 夾緊件 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 第八章裝配型架的設計 2 夾緊件 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 第八章裝配型架的設計 3 輔助裝置 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 第八章裝配型架的設計 3 輔助裝置 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 第八章裝配型架的設計 3 輔助裝置 8 3裝配型架的構造 型架結構分解 分解設計過程 第八章裝配型架的設計 8 4裝配型架的種類 1按產品類型分類 機翼類裝配型架 第八章裝配型架的設計 8 4裝配型架的種類 1按產品類型分類 機翼類裝配型架 第八章裝配型架的設計 8 4裝配型架的種類 1按產品類型分類 機翼類裝配型架 第八章裝配型架的設計 8 4裝配型架的種類 1按產品類型分類 機翼類裝配型架 第八章裝配型架的設計 8 4裝配型架的種類 1按產品類型分類 機翼類裝配型架 第八章裝配型架的設計 8 4裝配型架的種類 1按產品類型分類 機身類裝配型架 第八章裝配型架的設計 8 4裝配型架的種類 1按產品類型分類 機身類裝配型架 第八章裝配型架的設計 8 4裝配型架的種類 1按產品類型分類 機身類裝配型架 第八章裝配型架的設計 8 4裝配型架的種類 1按產品類型分類 機身類裝配型架 第八章裝配型架的設計 8 4裝配型架的種類 2工作狀態(tài)分類 固定式 第八章裝配型架的設計 8 4裝配型架的種類 2工作狀態(tài)分類 旋轉式 第八章裝配型架的設計 8 4裝配型架的種類 3按骨架分類 單梁式 第八章裝配型架的設計 8 4裝配型架的種類 3按骨架分類 框架式 第八章裝配型架的設計 8 4裝配型架的種類 3按骨架分類 組合框架式 第八章裝配型架的設計 8 4裝配型架的種類 3按骨架分類 整體底盤式 第八章裝配型架的設計 8 4裝配型架的種類 3按骨架分類 分散式 第八章裝配型架的設計 8 4裝配型架的種類 4按支撐方式分類 第八章裝配型架的設計 飛機型架的功用和特點 2 裝配型架骨架有哪幾種形式 各適用于何種情況 3 查資料檢索有關型架設計方法 設計實例 思考題