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飞机零部件装配精确度

聚行业--战斗机 微信   作者: 航佳技术  2017-04-12 11:59

战斗机-全文略读:图1所示是高速歼击机各部件的外形要求示意。由图可见,对于外形准确度,翼面部件比机身部件要求高,部件最大剖面之前比最大剖面之后要求高。图1 飞机各部件外形要求示例外形波纹度是指一定范围内的波高误差...

飞机装配准确度直接影响到飞机的使用性能和生产的互换性,因此保证飞机机体的装配准确度是飞机装配的主要任务。其包含以下几个方面。


1、部件气动力外形准确度

对于不同类型的飞机,其要求不同。图1所示是高速歼击机各部件的外形要求示意。由图可见,对于外形准确度,翼面部件比机身部件要求高,部件最大剖面之前比最大剖面之后要求高。

图1 飞机各部件外形要求示例


外形波纹度是指一定范围内的波高误差。如图2所示,L为部件外形的波长,yn 、yn+1 、yn+2……为实际外形的波峰与波谷位置离等距卡板(或等距样板)工作外缘的距离,则外形波纹度λ 定义为λ=hL。

图2 部件外形波纹度

1—理论外形 2—实际外形 3—等距卡板的工作外形


表面平滑度。表面不平滑误差包括铆钉、螺栓、焊点处的局部凹凸缺陷,蒙皮对缝间隙和阶差等(图3)。蒙皮对缝间隙允许值按平行和垂直气流方向分别规定,对缝阶差按顺气流和逆气流方向分别规定。

图3 表面平滑度要求示例


2、部件内部组合件和零件的位置准确度

指对基准轴线的位置要求,如大梁轴线、翼肋轴线、隔框轴线、长桁轴线等的实际装配位置相对理论轴线的位置偏差。一般规定梁轴线允许的位置偏差和不平度范围为±0.5~±1mm,普通肋轴线的位置偏差范围为±1~±2mm,桁的位置偏差为±2mm。


3、部件间相对位置的准确度

飞机尾翼相对于机身的位置准确度参数是上反角(或下反角)β,安装角α和后掠角(图4)。一般将其允许差值换算成线性尺寸在飞机水平测量时检验。

图4 各部件相对位置的准确度要求


各操纵面相对于固定翼面的位置准确度参数是阶差、剪刀差和间隙(图5)。机身各段间的相对位置准确度参数是同轴度。同轴度本身的要求并不高,一般在几毫米以内,但必须保证各段对接处的阶差不超过表面平滑度的要求。

图5 副翼相对机翼的位置准确度要求


对翼面的下反角、安装角、后掠角、偏转角和机身各段件轴线同轴度,通常是用水平测量方法检查。即将各部件的相对位置,按设计基准通过装配型架转换成部件表面上的测量点的相对位置,以此检查各部件间的相对位置(图6)。

图6 机翼、平尾安装角测量示意

部件和部件之间一般采用可卸连接,所以在保证部件间相对位置准确度的同时,还必须保证设计分离面的准确度要求(图7、8)。

图7 叉耳式接头 1—外翼 2—中翼

图8 围框式接头

归纳起来,装配准确度主要内容如下表所示:

在这里我们还必须关注一下制造准确度和协调准确度的概念。

飞机零件、组合件或部件的制造准确度是指它们的实际形状和尺寸与图纸所规定的公称尺寸相符合的程度,符合程度越高,则制造准确度越高,即制造误差越小。

协调准确度是指两个相匹配的零件、组合件或部件之间配合部分的实际形状和尺寸相符合的程度,程度越高,则协调准确度越高,即协调误差越小。

由于飞机结构尺寸大,形状复杂,为保证零件、组合件或部件之间配合面的形状和尺寸的协调准确度,如果是以它们本身更高的制造准确度来达到,在经济上既不合理,技术上又很困难。实际上,在飞机制造中,零件或部件之间配合表面的形状和尺寸的协调准确度往往比它们本身的制造准确度要求要严格。

为保证零件、组合件或部件之间的协调准确度,通过模线、样板和标准工艺装备建立起相互关系的制造路线(在之后的专业分享中将详细讨论)。在零件制造和装配中,零件和装配件最后形状和尺寸的形成过程从图纸通过模线、样板和标准工艺装备制造出模具、装配夹具,然后制造零件和进行装配等一系列形状和尺寸传递过程。

在飞机装配中,对协调准确度的要求包含两个方面。

1、工件和工件之间的协调准确度(图9)

图9 中翼和外翼的对接接头尺寸

这两个零件一般是用橡皮成型模在液压机上成形的。显然,若两个零件相配合处的协调误差过大,则无法连接,或不能符合连接处的间隙要求。为保证上述协调要求,必须使制造两个零件的模具也是相互协调的。

2、工件与装配夹具(型架)之间的协调

在机翼装配中,其装配过程是:前梁由前梁夹具装配成组合件,前梁、前肋及前段蒙皮由机翼前段型架组装成机翼前段,再将机翼前段、后段以及其他零件和组合件在机翼总装型架上组装成机翼。为保证前梁组合件与机翼前段型架的定位器相贴合以及机翼前段与机翼总装型架的定位器相贴合,三个夹具之间应当是相互协调的。






知识拓展:装配尺寸链


所谓尺寸链就是在零件或装配件上各零件表面及其轴线之间的一组尺寸或角度按一定顺序首尾相接形成的封闭的链。描述装配件中各零件尺寸相互关系的尺寸链称为装配尺寸链(图1)。



图1 (a) 翼肋

图1 (b) 装配尺寸链

在尺寸链中,将零件加工活装配完毕以后形成的尺寸称为封闭环,图1中的LΣ。除封闭环以外的所有的尺寸称为组成环。

在尺寸链中,一部分组成环的尺寸增大时,封闭环的尺寸随之增大,这些组成环称为增环;而另一部分组成环的尺寸增大时,封闭环的尺寸随之减少,这些组成环称为减环。

图2 线尺寸链和角尺寸链

如果尺寸链中所有尺寸是相互平行的,这种尺寸链称为线性尺寸链(图2)、如果所有的角尺寸有共同的顶点,其尺寸链称为角尺寸链。

每期一词:阶差和间隙


阶差和间隙是飞机装配阶段常用的表示飞机表面平滑度的用语。阶差通常用STEP表示,间隙用GAP表示。

STEP 阶差

STEP IN WIND 逆差

STEP OUT OF WIND 顺差

GAP 间隙

来自:菲舍尔航空部件

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