飞机制造范文

飞机制造范文（精选12篇）

飞机制造 第1篇

关键词：飞机工装,工装设计,设计制造技术

1 概述

飞机在结构上刚度小、尺寸大, 制造要求准确度比较高。为确保飞机制造的准确度及协调互换, 需要利用大量的成套工艺装备进行制造, 占用的人力与财力也较大。在研制周期及成本中, 生产准备周期及工装制造成本所占比例较大。

近些来年, 我国的一些生产航空主机厂家先后承担了众多型号飞机的研制生产任务, 依据目前工装研制模式, 较多的工艺装备需在研制过程中制造, 还需要较长的生产准备周期, 较高的成本, 以及大量生产用地, 不能达到研制生产新型号机型的要求。目前, 飞机工装设计制造对于新机的研制生产已日渐成为一种重要的制约因素。

2 飞机工装设计制造中的常见问题

2.1 研制过程中的瓶颈。

我国生产航空主机的主要厂家由于需要对多个不同型号机型进行同时研制生产, 导致出现相对较为繁重的工装设计制造任务无法按计划完成, 技术装备部门不能满足需要的生产能力, 在生产过程中, 新工装设计制造日渐变为非常突出的瓶颈。主要原因除因新型号较多, 工装整体设计尚未实现较高的技术水平及效率, 技装部门中的一个非常重要的原因就是不具有较高的制造能力。

工装设计制造在国外基本达到数字化程度, 而国内只实现计算机辅助设计, 与国外相比还存在较大的差距。工装设计依据不全是源于数模产品及数字样机, 在设计中诸如零件分析可成形性、型架刚度计算等尚未熟练应用CAE, 还依据经验确定, 导致多次对工装设计进行不必要的更改。技装部门与其它部门相比, 设备还无法实现较快的更新, 加工尤其是数控加工的能力还难以实现工装制造所需要求, 需要利用外协方法进行工装, 不只是影响产品质量及交货时间, 还将影响其资质认证、保密等方面的严重后果。

2.2 工装结构不够完善。

国内飞机工装设计制造方法主要延续前苏联, 相对于西方航空先进企业, 国内工装尤其是装配型架, 需要较大的占地面积, 较长的制造周期, 因此整机需要较长的生产准备周期, 较高的制造成本。波音、空客工装结构通常比较轻便简洁, 在设计上采用模块化方式, 工装通常具有较好的柔性。

飞机制造中装配型架是一项主要工装, 其设计制造也是飞机生产准备过程中的关键环节。为降低装配中产生的结构变形并使其定位更为精准, 国内的装配型架一般都是刚性结构, 每套型架只能对一个装配对象进行装备, 很多的装配型架都需要在飞机生产的准备中进行制造。并在传统装配型架上安装许多的定位件, 为确保定位精度, 通常需要激光准直仪、电子经纬仪等专用安装仪器安装定位件, 而且安装时间需要较长, 效率较低。根据国外比较先进的模块化、标准化工装结构对我国常用工装结构进行适当的改进, 能够有效缩短生产准备周期, 式设计的相应产品能够如期完成。

2.3 工装设计水平不高。

工装设计水平目前还比较落后, 效率也不高, 为使生产准备周期缩短, 人们期望设计完成的飞机产品, 能较快进行工装生产。国内工装研制大部分还是应用比较传统的串行模式, 也就是各部门按照固定顺序进行生产, 对各工艺环节协调还是主要采用模拟量的较为落后的方法。

对传统工装结构进行调整, 将其划分为与产品数据独立或只需基本数据结构与依赖产品最终数据的专用结构件两部分是工装与并行设计产品的基本思路。对于装配型架, 标准部分及专用部分中的有关用件一般尺寸不大, 设计制造过程中只需要较短时间, 同时不需要专门的大型加工设备。标准结构因尺寸较大, 结构较复杂, 通常需借助专用大型设备进行加工, 而且设计、制造周期也相对较长。对于产品采用标准结构设计不再需要最终数据, 即使需要也只是很少的基本数据, 设计飞机产品之初就能对其标准结构进行设计制造, 在发放产品最终版本后不需要较长时间就能使专用结构的设计制造完成。因此, 设计完成产品后, 型架在较短时间就能进行装配。

3 飞机工装设计制造技术

3.1 工装柔性化。

国外大型航空企业采用柔性装配技术比较普遍, 采用该技术能够使生产准备周期缩短、制造成本有效降低, 为飞机制造业带来显著的经济效益, 因此日益成为飞机制造中的一项先进技术。柔性装配工装作为柔性装配系统中的关键环节, 主要基于产品数字量尺寸协调体系, 模块可实现重组化化、自动化, 避免产品设计制造中利用专用装配夹具或型架, 降低工装制造成本, 准备工装的时间有效缩短。

3.2 工装数字化。

工装数字化主要包括数字化设计、制造及检测等三方面内容, 工装数字化设计基于三维数字化环境, 对结构零组件及其预装配设计实现数字化。工装模型的数字化设计应用就是数字化制造, 主要特征型面及交点互换协调等加工装配利用数字化进行加工。工装数字化检测采用数字化检测设备对数字化设计制造工装过程进行检验, 模线样板、标准样件工作法都是传统工装制造中较多采用的方法, 利用模线样板、标准量规作为原始制造与协调的依据, 对表面样件制造、过渡工装等, 直至完成工装制造。我国航空制造业一贯应用模拟量传递的协调体系, 标准样件、模线样板作为工装制造的重要依据, 形成工装制造以专业分工构建的组织体系。

3.3 工装研制速度。

国内飞机主机生产厂家需要迫切解决一个关键问题就是飞机工装研制的速度, 针对不断缓解的工装设计制造压力及生产瓶颈具有十分重要的意义。工装研制速度上主要分为快速设计和快速制造, 构建快速设计各种数据库对于工装设计效率的提高是一有效途径, 而快速制造要结合工装典型结构进行分析, 开展的研究应基于标准化、模块化, 对标准结构提前进行加工制造, 才能实现加工、装配速度的明显提高。

结束语

综上所述, 国内飞机制造企业应不断提升整体技术水平, 技装部门更应不断提高资金支持力度, 对有关设备进行更新, 才能设计出更高技术的产品, 对于提高飞机工装的综合制造能力具有十分重要的意义。

参考文献

[1]朱明华, 黄翔, 姚定.面向飞机部件的柔性多点支撑技术研究[J].航空制造技术, 2010, 7.

[2]贾忠宁, 周来水.航空发动机工装快速设计信息管理系统研究与开发[J].制造业自动化, 2012, 15.

[3]邹爱丽, 秦政琪.飞机框式部件柔性装配型架的研究[J].沈阳航空工业学院学报, 2011, 9.

[4]刘彬, 莫蓉.航空发动机工装设计知识管理系统研究[J].航空制造技术, 2012, 8.

船政制造水上飞机的教案 第2篇

教学目标：

1、让学生熟知马尾船政对中国航空工业起步的贡献。

2、了解水上飞机的制作，激发学生从小爱科学，学科学，长大用科学为人类造福的志趣。

3、发展学生搜集资料和表现的能力。教学重、难点：

让学生熟知船政对中国航空工业的重要性。课时安排：2课时

第一课时

教学过程：

一、谈话导入

1、师：同学们知道我国第一个飞机制造厂是在哪里吗？我国第一批航空工程技术人才出自哪里呢？那今天我们就一起来学习新课《船政制造水上飞机》。

2．师范读《船政三字经》，生跟读《船政三字经》。

3、师通过播放视频、展示图片等方式，讲解《船政三字经》。

4、师生齐读《船政三字经》。

小结：马尾船政局由闽浙总督的左宗棠创办的中国近代史上第一个制造轮船的专业工厂，组建中国第一批飞机制造产业的队伍，培养出我国第一代航空技术人才，成为中国航空工业的摇篮。

二、桢桢说历史

过渡：同学们，我国第一个飞机制造厂是什么样的？中国历史上第一家水上飞机——“甲型一号”是如何制造？

1、学生分享自己收集到的关于“飞机制造厂”的材料。

2、观看有关水上飞机相关的视频。

3、师讲述船政局开设的学校，培养的技术人才。小结：船政局成为培养中国航空工业人才的摇篮。飞机制造厂技术人才制造的“甲型一号”达到了当时世界领先水平。

第二课时

教学过程：

一、前情回顾

诵读《船政三字经》，回顾船政局人才培养对中国航空工业的意义。

二、船政知识我知晓

1、第一架水上飞机——“甲型一号”（1）师讲解“甲型一号”飞机。

（2）观看“甲型一号”飞行相关视频。（3）小组分享观看后感受。

小结：中国历史上第一架水上飞机的起飞成功距离人类制造第一架飞机只有十几年。而“甲型一号”的设计达到了当时世界领先水平。

三、船政名人堂

1、学生介绍搜集到的有关于巴玉藻、王助的生平事迹。

2、观看“王助和巴玉藻合作水上飞机浮动机库”视频。

3、师总结介绍巴玉藻、王助的贡献事迹。

小结：中国航空之父巴玉藻和中国航空工业奠基人王助对我国第一家水上飞机的制造做出了巨大的贡献，我们作为小学生也应该学习前辈们克服困难，努力奋斗的精神，为祖国未来的建设贡献力量！

四、交流与分享

师：今天中国已加入了航天大国的行列，你知道哪些中国的航天飞船？

1、生介绍自己查阅到的资料。

分析飞机制造质量的保证技术 第3篇

【关键词】飞机制造；质量保证；模型检查；数据采集

飞机制造的质量与其他行业的产品质量有所不同，飞机制造的质量直接关系着人们的生命安全和财产安全，因此至关重要，不容忽视。我国飞机制造业在飞机制造质量保证技术方面虽然有了一定的基础和经验，但是，由于飞机质量的重要性，再加之对飞机质量要求的逐渐提高，所以，对于飞机制造质量的保证技术仍需要進行进一步的探索和研究，同时，也应该将飞机制造质量的保证技术列入飞机制造业研究的一个重点项目之一。

1.飞机制造质量形成过程分析

按照过程管理的模式进行划分，飞机制造质量的形成过程分为：产品设计、工艺设计、工装准备、生产制造和检验检测5个阶段。在产品设计阶段，设计单位根据需求先进行产品设计和数据建模，生成三维CAD设计模型，在设计定型后建立并发布工程BOM，根据并行工程的思想，产品的设计过程也就是产品设计质量的形成过程在工艺设计阶段，工艺人员根据零件的工艺特点，增加工艺凸台等用于装夹或定位的特征，产生零件的工艺模型和工艺BOM，依据PBOM编制装配大纲和制造大纲，同时编制检验检测计划。工艺设计阶段质量保证就是做好工艺技术准备工作，对零件进行运动学仿真和几何仿真，为生产制造阶段提供必要的物质、技术和管理条件。在工装准备阶段，工装部门人员依据三维设计数模编制工装指令，进行工装制造，其质量形成过程类似于产品设计阶段。在生产制造阶段，制造部门依据 PBOM构建制造BOM，进行部件装配仿真，编制数控程序，最终完成零件的加工、部件的装配以及自检。在检验检测阶段，检验检测部门依据检测计划，计算测量数据，进行零部件和工装的检测。

2.飞机制造质量管控框架系统

由上述可知，飞机制造企业质量形成的过程是十分复杂的。本文通过上述分析，对飞机制造质量管控框架系统进行了一定的探索，希望能够改变传统的质量控制思想，即完工后进行控制，探索出一条新的提前预防控制的体系。良好的飞机制造质量管控框架系统能够为飞机制造的质量提供一定的保证，从而提高飞机制造相关方面的技术。

2.1质量管控框架系统总体架构

质量管控框架系统的总体构架要以方便飞机制造企业的实施应用为中心，采用统一的门户登录方式和认证机制方式，方便飞机制造企业的应用。同时，质量古怪内控框架系统包括五个功能模块即产品设计、工装准备、生产制造、检验检测阶段的质量，从而对飞机整个使用寿命期间进行质量信息的管理。

2.2框架系统业务功能

在飞机的使用期间，飞机制造质量管控框架系统的五个功能模块，在每一个阶段的数据，都会由统一的平台进行管理，使用同一平台的目的是使得飞机质量产品信息的来源可以在最大程度上保证一致性。

2.2.1产品设计阶段质量保证

框架系统业务的一个主要功能之一就是产品设计阶段质量保证。在设计过程中，三维模型的质量保证技术包括基于MBD技术建立模型检查和工艺性审查规范， 定制检查模板，在此基础上针对CATIA模型的结构和几何数据规范性进行检查，此过程可 应 用Q-Checker或PDQC模型检查工具。

2.2.2工艺设计阶段质量保证

对工艺全生命周期业务过程进行控制与管理，建立工艺业务过程管控系统，包括工艺规划过程管理、车间工艺分工路线、关重属性定义、材料定额、审签流程管理；工程更改、工艺更改的闭环管控；对技术状态、有效性、工艺关重属性、关键特殊/特种检验检测工序、物料清单等工艺信息的管理。

2.2.3工装准备阶段质量保证

工装准备阶段与产品的设计阶段比较类似，工装准备阶段的具体质量控制方法与保证方法都与产品设计阶段相同。因此，在这一阶段进行质量控制时，依据设计阶段的方法即可。但有一点不同的是工装准备阶段与具体的工艺规程相联系，所以，在工装设计时，要对整个工艺设计进行从彻底的分析和计划。

3.飞机制造质量的保证技术

飞机制造质量管控框架系统虽然是一个内容繁杂的系统，但是对于飞机制造的质量提供了一定的保证。然而，要想提供更坚实有力的保证还必须对飞机制造质量保证技术进行研究。本文在此提出了飞机制造质量的两点保证技术，希望能够为飞机制造领域的专业人士提供一定的借鉴意义。

3.1产品模型的质量检查技术

对产品三维CAD模型的质量管控可应用基于检查模板的产品模型质量检查技术， 将系统软件与检查工具进行集成，依据知识库表达技术，建立检查模板定制机制，最终以检查模板为依据，运用检查工具对产品模型进行检查。基于检查模板的产品模型质量检查技术汇总了产品模型的各种设计规范、检查规范，集成各种检查工具对产品的全三维模型进行全面的检查和记录，同时对检查结果进行储存和统计分析，最终保证产品三维模型的质量，缩短产品的研制周期。

3.2质量数据采集技术

质量数据采集技术在飞机制造质量的保证技术中是尤为重要的。所谓的质量数据采集技术主要是应用在飞机制造企业车间，生产车间在接到任务后，根据不同的采集终端进行不同的数据采集。同时采集后的信息结构化数据和非结构化数据两种类别进行分类，通过不同的数据处理机制对两种类型的数据进行组织，从而为结构化管理提供一定的基础条件。

以上只是飞机制造质量保证技术中的两种主要技术，事实上，要想研究飞机制造质量的保证技术还可以从多个角度、多个方面，从不同阶段的保证技术进行，然而这些还有待更多飞机制造领域相关人士进行研究和探索。

4.结语

终上所述，飞机制造质量的保证技术对于飞机制造业的发展和进步起着不可忽视的作用。然而，我国飞机制造业在保证技术方面虽然有一定的研究，但是仍然不能很好的满足飞机制造质量的需要。因此，我国飞机制造业的有关部门一定要加强对飞机制造质量保证技术的研究，从飞机制造质量形成过程、飞机制造质量管控框架系统等多个方面进行研究和探索，从而研究出更好、更有效的飞机制造质量保证技术来促进飞机制造业的发展，同时，也为人们的生命安全和财产安全提供更坚实有力的保障措施。

【参考文献】

[1]梁涛.飞机柔性装配误差累积与容差分析技术研究[D].沈阳航空航天大学，2013.

[2]姚澎涛.计算机辅助飞机制造容差优化设计技术研究[D].南京航空航天大学，2011.

[3]朱永国，黄翔，李泷杲，杨国为.飞机装配高精度测量控制网精度分析与构建准则[J].中国机械工程，2014（20）.

提升民用飞机设计制造竞争力 第4篇

航空技术的不断发展和完善, 使一些民用飞机逐渐露出弊端, 其制造成本高、运行效率低、人工技术差等问题提出了一些改进设计, 采用数字化设计技术, 提高民用飞机的性能特点, 加大了市场竞争力。

1 飞机制造中的问题分析

1.1 模拟技术在应用中的问题

模拟仿真技术在飞机的研发中占据重要地位, 需要从最开始的产品设计中便开始使用, 并且需要在制作的整个过程中存在, 但目前发现的问题多数都出现在运用时间上。飞机的研发过程中与各环节出现了时间不协调, 忽略了飞机设计初期对仿真的重要性, 所以容易发生时间错误等问题。

在民用飞机的研发过程中, 需要与产品设计、工装设计、工艺设计等方面的工作人员协调到互相合作模式, 进行流水工程, 改善在工作时间上的浪费。但就我国目前来看, 并没有做到以上相互合作模式, 还需要从外国发展中吸取更多宝贵经验, 结合我国企业情况, 快速奠定飞机制造业的基础。另外, 我国飞机制造行业的数字化设计与仿真模拟技术的本身也具有一定程度的不足, 还需重点关注, 加大技术的创新力量。

目前国际上民用飞机使用最多的软件是日本索尼公司的DELM IA软件, 此软件应用量大, 但仍存在不足, 比如, 此软件不具备实现重力仿真技术, 在模拟仿真中的三维软件都是模拟存在, 在模拟仿真中, 无法正面的反映出应用部件的刚性及柔韧性。因此, 在使用DELM IA软件时, 仍然需要对该软件产生的缺陷进行分析, 减少设计中的错误。

在实际工作中, 通常只会通过技术人员的工作经验和产品来确定仿真模拟的情况, 并没有建立起数字化设计与仿真设计应用的统一, 造成的结果不一致, 严重影响了飞机模拟制造时的质量。因此, 在设计制作过程中, 需要制定一定标准的规范体制, 按照相应标准, 从设计初期便统一执行。

1.2 仿真使用系统的问题

飞机制造中, 使用的系统之间相差较大, 非常容易使效果产生变化, 因此, 在扩大数字化技术应用的使用范围时, 还需要对系统界面进行合理设计, 并对工作人员进行技术培训, 提高数字化设计系统的实用性和安全性。

1.3 现场数据的采集和反馈问题

设计中最主要的工作是对现场环境的数据采集和反馈, 能够为接下来的工作提供有效依据, 对现场生产过程的实时监控, 并制定合理的制造计划、安排合理的制造进度, 但目前所应用的民用飞机制造应用系统中不具备这项功能, 因此也无法全面的实现现场环境的数据采集等工作[1]。

民航企业中还未普及数字化管理系统软件, 仍然采用纸质数据报表, 容易产生漏洞或信息错误, 也无法对产品数据进行统一的划分。目前多家测量软件均可以直接生成表格, 应用到系统中, 可以将数据存储, 为以后的设计质量监控和安全生产做出指导意义。

2 数字化设计与制造的意义

数字化设计是基于多种形式媒体的支持下产生的, 能够达到用户的需求。将虚拟显示、计算机网络、数据库和多媒体统一在一个系统下, 为满足用户需求建立的一种数字化设计和制造的系统。对产品信息、工艺信息和资源信息进行统一分析、统一规划和统一组建等, 达到快速生产出能够满足用户需求的整个设计与制造的过程。民用飞机制造行业的大力发展也带动了计算机技术、制造设计技术、信息管理技术的不断发展, 因此, 数字化设计与制造是现代民用飞机制造行业的发展趋势。

民用飞机制造企业使用数字化设计技术, 能够有效提高企业竞争力, 结合其他相关技术, 使数字化设计融合计算机、网络信息, 再采用数据库平台, 完成飞机的设计制造。由此可见, 民用飞机行业的发展需要以科技技术为主, 以提高飞机设计、制造、管理、售后服务的目标努力, 全面实行数字化管理流程, 建立起数字化的设计制造体系, 完全实现民用飞机制造业的真正数字化意义[2]。

3 数字化设计与制造的特点分析

飞机制造行业的传统设计方法从概念设计到初步设计, 最后到生产设计的三个阶段, 每一阶段都有相关的设计绘制模型, 工作人员需要按照相应的绘制模型的样机对飞机内部配置进行设计。飞机制造行业融合的各项技术, 发挥了先进科学技术的优势, 改善了企业的整体经济运营[3]。

4 最新技术在民用飞机设计中的发展

4.1 加大对数字化设计仿真技术的开发应用

产品研发设计中, 单一使用DELM IA软件无法将信息传递到各个环节, 因此需要引入不同的数字仿真设计技术, 从最初的研发工作开始, 各部门工作人员的高度配合, 利用数字化的工作设计研究理论, 提高研发的质量, 建立起一个集成系统软件平台。在产品设计中, 将DELM IA软件与PDM软件相结合, 能够将数据存储和调用, 实现数据资料的及时性和准确性;若将DELM IA软件与CAPP软件相结合, 可以具有较强的文本处理功能, 使系统更加具有实用性[4]。

4.2 建立数字化的组织管理体系

采用最新的管理方式, 建设专业的管理团队, 将数字化系统的组织建立成为管理平台, 利用各部门之间的资源, 将产业链条的结构作为各企业间的链条, 达到国际供应商的标准规模, 在产品设计研发中, 需要对每一项工作进行严格的监督审查, 改变传统的管理方式, 与制造商和使用商的良好沟通, 组建管理小组, 及时解决产品研发过程中的技术问题, 争取缩短工期、提高工作效率、降低成本、实现经济效益。

4.3 提高系统的价值

民用飞机的客户群广泛, 民用飞机制造企业在制造过程中需要运用系统软件, 将文件格式及签订模式个性化, 满足一些客户对工艺文件的格式签订的需求。实际管理中, 将物料资源进行条码管理, 降低管理人员的劳动力度, 也能防止人工带来的错误操作, 同时结合人性化的管理模式, 将系统的功能特点得到充分发挥[5]。

5 结束语

综上所述, 民用飞机制造业的竞争力主要受控于时间、成本、质量和服务四个方面, 这几方面已经成为航空航天领域的发展目标。数字化的设计与制造技术改善了航空制造业, 提高了民用飞机的质量、缩短了研制周期、降低了成本投入, 达到了客户的满意度。民用飞机制造业的整体技术改革, 领导者需要建立起专业的工作团队, 全面提高企业在本行业中的竞争地位。

参考文献

[1]李湘芝, 史善华.数字化背景下民用飞机设计制造竞争力提升[J].科技创新导报, 2013, 05 (14) :92-93.

[2]吴晓宇.探讨供应商管理在中国民用飞机制造产业中的发展方向[J].科技信息, 2013, 03 (21) :61+44.

[3]马翔, 曾国毅, 赵荣泳.民用飞机制造企业特殊工种管理系统设计[J].机电产品开发与创新, 2013, 06 (05) :17-19.

[4]领先接触——第二届民用飞机制造技术及装备高层论坛论文集目录 (光盘) [A].中国机械工程学会、中国航空学会、辽宁省科学技术协会.第二届民用飞机制造技术及装备高层论坛资料汇编 (大会报告) [C].中国机械工程学会、中国航空学会、辽宁省科学技术协会, 2010:6.

面向质量的飞机制造过程BOM模型 第5篇

面向质量的飞机制造过程BOM模型

飞机的质量保障能力与质量要求的矛盾日益突出,在其研制过程中迫切需要能够满足飞机产品质量信息传递的数字保障模型.本文依据质量的形成过程,以飞机的设计、工艺、制造步骤为主线,分析EBOM、PBOM到MBOM的.转换过程,提出面向质量的飞机产品制造过程BOM模型.

作 者：胡剑波 梁工谦 程培培 Hu Jianbo Liang Gongqian Cheng Peipei  作者单位：西北工业大学管理学院 刊 名：航空制造技术  ISTIC英文刊名：AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY 年，卷(期)： “”(24) 分类号：V2 关键词：飞机   BOM   质量  

飞机制造企业中机械装配工艺分析 第6篇

【关键词】制造企业；机械装配；工艺分析

前言

机械装配是飞机企业机械制造的重要工序。然而就一般企业而言，装配的设备较少，很少采用先进高效的技术及相应的设备，但是装配过程的工艺是不容忽视的，因为先进、合理的工艺是提高装配机械效率的基础和保障，而且对于降低人力劳动有重要的作用。更重要的是飞机制造过程中会涉及多学科多方面的知识和需要巨大的研制资金，历时长等特点，随着社会的发展对未来飞机的性能有了更高的要求，所以在设计、制造、研发等方面需要投入更大的精力和资金，因此对于机械装配的工艺分析很有必要。

1、飞机制造机械装配工艺现状

1.1我国机械制造的自动化发展程度不高。我国现机械制造的自动化发展还不是很理想，尤其是飞机制造机械装配的生产批量远低于汽车的批量生产，在装配过程中的自动化程度更比不上汽车装配的自动化发展，即发展的程度相对落后。虽然近年来工程机械的发展较迅速，如装载机的年产量突破了上万台，然而机械装配的工艺水平整体而言还是不高。

1.2工艺装备及使用工具落后。工艺装备及其工具对于飞机制造中的机械装配来说有着非常重要的作用，应用先进的工艺装备与工具可有效的提高装配效率和焊接的精度与水平，而且是加工中心是机械制造焊接过程中常用的设备，然而在装配的过程中这些设备基本不具备。

1.3工人劳动强度大。工人劳动强度大，由于上述两种即工具装备的落后和自动化程度低的原因，导致工人的劳动强度较大。工程机械装配工人劳动强度大主要在工件的搬运、工件的配合调整过程。虽然一些大型的工件已由起重设备来协助完成，比如平衡吊悬臂吊、门式起重机与桥式起重机等。但还有一些较轻的工件还是以人工劳动为主，这就造成了工人的劳动量较大。使用平衡吊能够很大程度上减少工人的工作量和工作强度。

2、飞机机械装配内容和工艺基础

2.1机械装配内容。机械装配工艺是制造企业的核心工程，制造企业是制造各种机械的工业部门，如农业、动力、运输等机械产品。同时制造企业为国民经济的相关部门提供设备，如冶金、化工等应用设备。机械装配是机械装配工艺中的核心，然而机械装配的合理性更是核心的重中之重。

2.2机械装配工艺基础环节。从整个机器制造过程来看机器装配是最后一个阶段，装配质量在很大程度上影响了机器的质量。在装配过程中如果装配不当，即使有合格质量的零件，装配出的产品也不一定能合格。反过来如果零件加工制造的质量一般，而机械装配有所改善，采取合适的工艺措施，则产品就能够达到规定的技术要求。

其次，从机器装配的过程可发现机器在设计方面存在的不合理的地方和在零件加工中存在的一些质量问题，从而能够及时的改进。所以机器装配工艺可以说是机器生产的最终检验环节。装配工艺的基础环节一般还包括：校正、调整与配作、清洗、连接、平衡、验收试验、油漆及最后的包装等方面的工作。

3、飞机机械装配中的工艺改进

机械制造整个过程的最后一个阶段机械装配可以说是机械制造的成败环节，所以起到了决定的作用，也决定了机械的质量高低。飞机机械装配中的工艺需要改进。假如在前面环节中零件的制造质量都能达到合格标准，但在最后装配阶段装配的不合适或不当，也不一定能够装配出合格的机械产品。所以提高制造企业机械装配工艺精湛度即加以改进，才能引导企业可持续的发展。

3.1输送过程实现自动化。输送过程中的全程自动化是指在质量能够得到保障的前提下，来提高装配效率和减轻工件操作者的劳动强度，是生产企业的一种追求。因此所采用的输送技术是最比较关键的步骤。机械自动化输送的发展，会逐步运用到工程机械的部装生产线与轻型零部件装配工序，并形成生产流水线，从而大大降低劳动者的劳动量，进而降低企业的成本。一些大型工程机械的操作则一定要借助机械的操作，所以笨重固定式的工件装配还将长期存在。

3.2设备具有流动性。自动化的装配生产线大大的提高了效率和产能，但多种类小批量却是工程机械生产的固定式装配的特点。具有流动性设备的自动化设备能改善效率低的缺点，采用装配生产线可提高效率，但应采用流动性的，一定的流动性，能够实现不同产品或不同批量的装配。另外在设计装配生产线时，应尽量考虑企业所生产的不同产品在结构上的一些特点，从而可使生产线最大程度的满足多产品的装配需要，或通过所配置的更换支架、工装等来实现不同产品的装配需要。最后还要考虑生产线的生产节拍应一定范围内是可以調整的，以此来满足不同产品的装配时间。

3.3操作过程中人性化的体现。在机械装配中，通过输送的自动化，使操作实施更加人性化，从而减少操作者对工件的搬运，减轻操作者的劳动强度，这是人性化的一种体现。例如操作者在在装配过程中运用平衡式起重机、升降平台等装备，会使操作者在装配过程中处于更佳的舒适状态，这就是操作过程中的人性化的体现。在比如液压压装工装，冷冻和加热装置的使用，也就是零件不再需要耗费大量的劳动力来装配，操作者就可从笨重的体力劳动中解放出来。自动化机械的应用提高了效率的同时也降低了操作者的劳动强度。但操作系统对环境清洁度的要求也是较高的，所以装配车间配置空调也是很现实的，这使工人的操作环境也有所改善，这种人性化的应用也使工人更加舒适，从而使生产的产品质量会处于更好的状态。由此看来人性化是企业发展的一种必然趋势。

3.4机械装配效率提高。机械装配效率的提高，即设计工艺与手段的提高，可使机械工件的加工精度和配合精度不断提高。机械装配过程中零件加工要达到设计要求，避免或减少了选配修配配焊等耗费时间的工序，在加流水线的应用可使装配生产效率有很大的提高。合理的工艺是提高装配机械效率的基础和保障。所以，机械装配效率的提高是企业增加核心竞争力的有利手段，也是发展的必然趋势。

结语

飞机制造企业的生产与管理方式代表着制造业的先进发展水平，而我国现阶段制造业还面临着诸多问题，发展形势严峻，这就要求我国要应用现代化的技术力量，快速军机研制与批量生产能力也是很重要的。所以，在飞机制造的过程中，引进国内外高水平的先进的生产发展水平和管理技术。这也是实现飞机制造机械整体水平保证的前提基础性工作。而且能够降低制造的成本，带给企业更大的经济效益。我国在此方面的发展还有很长的路要走。

参考文献

[1]张瑞，王春英，梁成岭，王萌.工程机械装配工艺现状与发展趋势[J].建筑机械（上半月）2010.03

[2]张大治，田锡天，贾晓亮，李洲洋.飞机典型装配工艺挖掘技术研究[J].机械与电子，2006.07

飞机结构件连接孔制造技术探究 第7篇

连接孔的垂直度和表面粗糙度是影响飞机结构件件疲劳寿命的重要因素,在控制连接孔垂直度的过程中,可以利用单剪搭接的方法对连接孔的钛合金螺栓测试,在紧固件相对于水平面的外力倾斜程度大于两度时,其连接孔的疲劳寿命会下降47%。但是在紧固件的外力相对于水平面倾斜大于5°时,连接孔的疲劳寿命会下降95%。目前,在飞机制造的技术条件及工艺规范中明确提出对连接孔垂直度的要求,同时紧固件整体的垂直度不能超过2°。通常,连接孔的表面粗糙度大于6.4μm时,孔壁表面的微观凸起更容易被磨损,降低了飞机结构的疲劳寿命。因此,连接孔及连接件表面粗糙度应小于3.2μm。此时,连接孔制造可采用成型刀与精铰相接合,以提高孔质量。

2 连接件和飞机结构的干涉量

对飞机结构未强化孔处的连接件反复进行加载、卸载,此处会受到不同的交变作用力,使连接孔产生微观疲劳裂纹。为解决此问题,制造人员应在连接孔处增加适当的干涉量,使孔内壁产生适当的残余压应力,此时在连接件的连接位置进行加载、卸载时,孔内壁的残余压应力抵消了大部分拉应力,改变了孔壁受力状态,使孔壁拉应力值大大降低,从而有效增加飞机结构的疲劳寿命。此外,在需要传递载荷时,连接件和连接孔采用某一间隙配合时,连接孔表面磨损可能会产生疲劳裂纹,在交变载荷下,形成贯穿裂缝。因此,在制造飞机结构件连接孔时,飞机机翼盒下方的壁板与孔应采用干涉配合,其绝对干涉量约为0.05毫米到0.15毫米,从而保证连接孔的疲劳寿命。这种方法适合铝合金、钛合金飞机结构连接孔。

3 衬套冷挤压强化的相对干涉量

冷挤压孔强化的工作原理是在室温的条件下,采用相对干涉量约2%~3%对铝合金、钛合金飞机结构连接孔的内壁、倒角以及埋头窝等处进行冷挤压,使其被挤压部位表面产生塑性变形,从而在其表面处产生有益的残余压应力层,实现连接孔的高疲劳寿命。因此,冷挤压强化工艺能增强带有大量连接孔的飞机结构的疲劳寿命。首先,连接孔内壁的残余压应力能抵消孔壁四周受到的大部分有害拉应力,从而大大减小飞机结构孔处的有害拉应力。冷挤压孔和飞机连接件的配合程度也关系到飞机结构的抗疲劳能力。其次,冷挤压孔和飞机连接件的配合关系会直接关系到飞机的机构件的疲劳寿命,如图1所示。冷挤压孔的主要方法为无衬套、开缝衬套和非开缝衬套三种方法。无衬套可采用锥形芯棒进行冷挤压孔;开缝衬套在进行冷挤压孔后,衬套应除去丢弃,防止留在连接孔中,并根据要求确定是否对强化后的孔进行精铰;不开缝衬套在进行冷挤压处理后,衬套要留在连接孔中,并成为飞机结构的一部分。在进行冷挤压强化工艺中,套衬冷挤压强化的相对干涉量对冷挤压强化技术的实施具有很大的影响,约为2%~3%,从而提高飞机结构的疲劳寿命。

4 圆角及埋头窝压印工艺

通常,飞机结构连接孔处倒角或倒圆及埋头窝,受到交变载荷时,易成为萌生裂纹源,从而导致疲劳断裂。在加工飞机结构连接孔时,为了避免连接位置孔的应力集中,对飞机结构连接孔的埋头窝、倒角或倒圆处通过冷挤压技术来改善连接孔在受力状态时的应力状态。极大地降低扇形裂纹的萌生,从而提高结构件孔的抗疲劳能力和寿命。

在加工飞机结构件连接孔时,紧固件孔的处理直接决定着连接孔的抗疲劳能力,并对飞机连接件的质量具有非常重要的作用和意义。通常,对紧固件孔倒角或倒圆及埋头窝强化时,采用圆角压印方式,通过专用模具或专用工具对紧固件孔处倒角或倒圆、及埋头窝进行强化挤压,从而形成符合标准和要求的圆角。连接件的使用环境对紧固件孔的处理和加工产生一定的影响,其主要影响因素是外载荷表面气流所产生的结构应力,或者是结构件中的发动机产生载荷外力。这种由于空气作用力而转化成的热应力,其承载的热载荷会大大降低连接件以及紧固件的疲劳强度,从而严重影响飞机结构件连接孔的疲劳寿命。

5 紧固件孔的制造技术

目前,我国飞机结构孔加工的主要工艺方法是钻孔、扩孔、铰孔、制倒角。而圆角压印强化挤工艺的钻孔、扩孔、铰孔、孔冷挤压、圆角压印相比较,当飞机构件承受的压力超过180MPa时冷挤压强化工艺是常规工艺方法疲劳寿命的3~5倍。当承受的压力为200MPa时,冷挤压强化工艺是常规工艺疲劳寿命的1~3倍。干涉配合与非干涉配合工艺的比较,当在飞机构件中采用厚度为4mm的LY12CZ板料干涉配比铆接非干涉配合铆接和干涉配合铆接进行工艺试验,根据疲劳可靠性理论就能得出以下公式:

其中p为疲劳可靠度,y为置信度,x为对数疲劳寿命平均值,K为单侧容限系数。通过这个公式就能很好的反应出疲劳可靠性理论。圆角压印强化技术与传统机械方法制倒角工艺的比较,通常情况下,圆角压印强化技术通常是在孔角的位置进行倒角处理,这一过程中不需要通过机械的方式去除材料,而是通过变材料表面的晶粒方向和晶粒致密度来提高飞机结构强度的效果,通过不完全统计,圆角压印强化技术能比传统机械制倒角的疲劳强度提升至少3倍以上。

6 结束语

为了实现现代化发展进程对飞机疲劳寿命的高要求,文章主要从提高连接孔的制造精度、增加连接件和飞机结构的干涉量、引用冷挤压强化工艺和圆角压印工艺等方式,从而整体提高飞机结构连接孔的抗疲劳能力,进一步增加整个飞机的飞行质量和疲劳寿命。

参考文献

[1]袁红璇.飞机结构件连接孔制造技术[J].航空制造技术,2007,1:96-99.

[2]卜泳,许国康,肖庆东.飞机结构件的自动化精密制孔技术[J].航空制造技术,2009,24:61-64.

中国通用飞机制造业分析及研究 第8篇

关键词：通用航空,通用飞机制造,公务机

随着经济的发展, 通用航空越来越多地应用于国民经济建设和人民生活中。在飞机播种、人工降水、气象探测、空中广告等多个方面, 通用航空都发挥着巨大的作用。“十五”期间, 民航业固定资产投资达820亿元, “十一五”期间, 民航固定资产投资的力度将进一步加大, 预计投资总规模为1630亿元。截至2009年6月, 我国共有通用航空飞行员2270人, 通用航空飞机741架, 直升机141架, 颁证通用航空运营机场70个, 通用航空临时起降点329个。2008年, 我国通用航空飞行作业小时数为122670小时, 较之上年度增长12%, 通用航空在国民经济建设中发挥着越来越重要的作用。

一、通用航空概述

根据《中华人们共和国民用航空法》第十章第一百四十五条规定, 通用航空是指使用民用航空器从事公共航空运输以外的民用航空活动, 包括从事工业、农业、林业、渔业和建筑业的作业飞行以及医疗卫生、抢险救灾、气象探测、海洋检测、科学实验、教育训练、文化体育等方面的飞行活动;根据其第二章第五条规定, 民用航空器是指除用于执行军事、海关、警察飞行任务外的航空器。本文讨论应用于通用航空的民用航空器, 按照《通用航空飞行管制条例》的规定, 用于通用航空活动的飞机称为通用飞机, 也称通用航空器。

通用航空业的发展离不开其基础的发展, 在通用航空最发达的美国, 正是发达的通用飞机制造业为通用航空业的发展提供了良好的平台。通用飞机既包括超小型飞机, 也包括大型涡桨飞机。从用途上看, 包括运动飞机、公务机、农林飞机及多用途飞机;从类型上看, 包括固定翼飞机和旋翼机 (见图1) 。

固定翼飞机的机翼与机身采用固定连接, 在飞行过程中两者不发生相对运动, 而旋翼机在飞行过程中, 螺旋桨、机翼的全部或部分与机身发生相对运动, 机翼在产生升力的同时还可能产生推力。

固定翼飞机可分为陆上飞机、水上飞机以及水陆两栖飞机。陆上飞机按用途可分为:运动飞机、公务机、农林飞机、多用途飞机等。运动飞机用于娱乐、飞行培训和私人使用, 尺寸小、飞行距离短、高度低、机上设备配备简单, 多为2—6座;公务机专门用于行政与公务飞行, 主要是喷气发动机飞机;农林飞机适于低空作业, 安装用于喷洒农药和种子的喷洒设备, 多为活塞发动机飞机;多用途飞机可用于客货运输等多任务作业, 多为6—10座, 主要是单发和双发涡轮螺旋桨发动机飞机;水上飞机和水陆两栖飞机属于特种飞机, 执行特殊任务或在特定条件下使用。

旋翼机包括直升机和倾斜旋翼机, 民用的倾转旋翼机比较少, 多为直升机。直升机可采用活塞发动机或涡轴发动机, 前者尺寸小, 多用于飞行培训或私人使用;后者尺寸大, 用途广, 可用于空中观察、执法及紧急救援等。

二、美国通用飞机现状

美国通用航空飞行主要分为公务飞行、个人飞行、教育飞行、航空喷洒、航空观察、公共航空运输、空中“的士”和其他飞行等8个方面。美国通用飞机制造商以不同消费群的不同需求为导向, 制定营销和制造计划, 主要研制公务机和多用途飞机, 其中多用途飞机可用于空中测绘、空中救护、飞行校验、地面侦察、海上巡逻、教练机等。

美国共有20多家民用飞机制造商, 主要生产通用飞机的有4家:豪客比奇飞机公司 (Hawker Beechcraft Corporation) 、湾流宇航公司 (Gulfstream Aerospace Corporation) 、塞斯纳飞机公司 (Cessna Aircraft Corporation) 、派珀飞机公司 (Piper Aircraft Corporation) 、西锐飞机设计公司 (Cirrus Design Corporation) , 另外还有生产直升机的贝尔直升机德事隆公司 (Bell Helicopter Textron) 。这些制造商生产的通用航空器及特点见表1—表6。

可见, 美国通用飞机制造的重心是公务机, 这为公务航空的发展奠定了坚实的基础。

三、中国通用飞机现状

目前, 中国主要的通用飞机制造商为中国航空工业集团公司 (简称“中航工业”) , 主要有:运-5、运-12、小鹰500、海鸥300、农-5系列, 旋翼机有直8系列、直9系列、直11系列。作为“融入世界航空产业链”的实践, 中航工业还与世界知名通用飞机制造商合作, 生产L162轻型运动飞机等多种通用飞机。

除中航工业外, 国内还有以下其他的通用飞机制造商:山东滨奥飞机制造有限公司, 是滨州大高航空城有限责任公司与奥地利钻石飞机公司合资的公司, 已研制DA40TDI型通用飞机;席勒 (中国) 飞机制造有限责任公司, 由张家口察哈尔通用航空公司和美国席勒直升机公司共建, 主要生产席勒UH-12系列民用轻型直升机;江西九江红鹰制造有限公司, 由波兰斯维德尼克公司与九江红鹰科技发展有限公司共建, 已研制出红鹰直升机;宁波东风飞机制造有限公司, 由温州金州集团、象山东风集团、美国长兴公司共建, 已研制出“东方1号”轻型飞机;北京科源轻型飞机实业有限公司, 是我国首家从事轻型飞机、热气球、热气飞艇、旅游船 (艇) 制造、销售和服务的私营企业, 已研制并出口的机型有蓝鹰AD200B型运动飞机;西安凤凰飞机制造有限公司, 是国内首家专业民营通用航空器生产企业, 其CH2000型通用飞机由加拿大ZENAIR公司设计, 作为股份加入西安凤凰飞机制造有限公司。这些制造商生产的通用飞机及特点见表7。

可以看出, 国内通用飞机主要为多用途飞机、多用于航空训练、农林作业、航空拍摄、边防巡逻、森林防火、勘察、救援等, 同时兼顾公务机的作用, 而专业的公务机很少。

四、国内通用飞机制造业发展分析

截至2008年底, 全球通用飞机共有30多万架, 分布见图1。中、美两国通用飞机分别为23.1万架、898架, 中国是美国的1/257, 差距巨大。随着科技进步、经济发展和支付能力的提高, 工、农、林、渔、矿、建筑等各行业都需要通用飞机, 在医疗卫生、抢险救灾、气象探测、海洋监测、科学实验、遥感测绘、教育训练等方面, 通用飞机有着其他飞行器不可替代的作用, 中国通用飞机市场潜力巨大, 通用飞机制造业必将有广阔的发展空间。

在世界通用航空三大类飞行中, 航空作业飞行约占飞行总量的20%, 教学训练约占22%, 公务飞行占50%以上 (见图3) 。美国通用飞机制造商 (表1) 均以公务机为主要产品。目前, 中国主要公务机运营商的运营机型分析 (如表8所示) , 都是引进美国、加拿大的飞机制造商的机型。

国内通用飞机制造商的产品以多用途通用飞机居多, 大部分都可用于航空训练、旅游观光, 或是防火救援等领域, 专业用于商务飞行的公务机还比较少。作为航空交通业的一个重要细分市场, 我国的公务机市场尚处于起步发展阶段, 空域限制多, 航线的审批繁复, 供通用飞机起降的机场十分欠缺。截至2008年底, 包括临时起降点的通航机场数为70个, 远远低于美国的4000个通航机场数。另外, 购买公务机需要支付4%的进口关税和17%的增值税, 高于大型商用飞机只需支付1%的进口关税和5%的增值税, 这都制约了公务航空的发展, 也制约了公务机制造业的发展。

公务机的研制生产是中国通用飞机制造业的一个重要发展方向。我国政府已经意识到公务航空对推进国民经济的独特作用和广阔的发展前景, 正在考虑如何结合我国国情发展公务航空。随着空域限制的减少, 特别是低空空域的开放, 审批权下放以及政策、运营措施、公务机机场及基地的建设等方面的改善, 公务航空必将迎来发展的春天。而公务航空的发展, 必将以公务机的制造为依托, 并带动公务机制造更好的发展。

参考文献

[1]通用航空飞行管制条例 (民航总局令第176号) [EB/OL].中国民用航空局网站.

[2]李家祥:世界民用航空与中国民用航空的发展[EB/OL].中华人民共和国交通运输部网站.

飞机制造 第9篇

关键词：CESSNA L162,通用航空,机械加工,资源需求

1. L162飞机简介

L162飞机为美国CESSNA公司设计、中航沈飞公司制造的2人座轻型运动飞机, 主要用途是飞行员初始培训、私人运动与娱乐飞行等。飞机长6.961m, 高2.196m, 翼展9.138m, 最大起飞重量599kg, 巡航速度207km/h, 最大航程870km。L162飞机共208项机加零件, 占整个飞机零件的17.3% (整机共1200项零件) 。主要应用在座舱、控制系统和飞机尾段等关键部位的受力零件和连接零件。

2. L162飞机机加零件结构特点

基于轻型运动飞机的特点, 设计时在保证飞机结构强度的前提下, 尽量减轻飞机的总体重量, 该飞机空重仅为377KG。因此, 该飞机的机加零件 (除关键零件) , 大部分尺寸规格较小, 结构相对简单。

2.1 关键零件

这类零件是整个飞机的核心零件, 对整个飞机的质量和安全性有着举足轻重的作用。这类零件共有五项其中起落架零件三项、支撑梁一项、前起叉形架一项。

2.1.1 起落架零件

起落架零件是L162飞机最重要的受力零件。当飞机降落时起落架会承受巨大的瞬间冲击力。该零件材料选用6150M优质弹簧钢, 该材料硬度高, 热处理后达50HRC, 并且有非常好的韧性。其基本结构是外形不规则的弯管零件。

该零件毛料规格为外径15.75mm、内径13.97mm, 长1100mm的管材, 外形为不规则的锥形, 两侧直线段外径精度较高, 弯曲处半径R57.15mm, 弯曲后角度精度高, 端头有精螺纹。

2.1.2 支撑梁零件

支撑梁零件位于整个飞机的中心, 是L162飞机最重要的支撑零件。整个飞机最重要的几个承力组件——机翼组件、起落架组件均安装在该零件上。

该零件材料为7050T7451, 规格4.5in, 毛料尺寸1160X200。该零件对左右两侧的各四个精孔的对称度和位置度要求极高, 误差要求在0.1mm以内, 并且要求每件零件必须进行CMM数控测量验证后才可交付。

2.1.3 前起叉形架

前起叉形架位于飞机的前端, 用于连接前起落架与前轮。是飞机重要的承力结构件之一。

该零件材料为7050T7451, 规格5.25in, 毛料尺寸380X200。该零件叉口部分有平行度要求, 外形结构复杂, 需多面加工, 机加工艺性不好。并且该零件位于飞机外表面, 对表面光度要求极高, 不允许有表面的瑕疵。

2.2 一般连接件

L162飞机上有大量的机加接头和连接件, 用于连接关键零、组件或压制轴承后用于联接可转动部件。

L162飞机这类零件数量共有39项, 占机加零件的18.8%。这些零件的共同特点是体积较小, 结构复杂, 机加工艺复杂, 大多零件有一个或多个精孔。材料一般为2024铝合金和4130合金钢。其比较合理的加工方案一般以数控和常规加工结合的加工方法, 利用数控加工精度高和适合批量加工的特点, 结合常规加工加工成本低, 重新定位装夹快速的特点, 合理搭配工艺方法与顺序做到精益生产。

2.3 一般零件

这类零件在L162飞机上一般用于辅助支撑、垫片、简单连接等。这类零件是占L162飞机机加比重最大的零件, 约占80%。这类零件结构简单, 机加工艺性好, 容易加工。一般使用常规加工或一般数控设备即可完成整个零件的制造。这类零件材料多种多样, 金属材料有铝、钢、铜、铅等, 非金属材料有异丁烯酸、聚氨酯、塑料等。这类零件虽然数量较多但由于加工简单, 制造成本和工作量只占很小的比例。

3. L162飞机机加零件设备需求

根据L162飞机机加零件结构和工艺特点, 并依据项目研制过程中的加工经验, 针对L162飞机年产750架的定购需求, L162飞机机加零件设备需求见下表:

4. 通用航空轻型运动性飞机机加零件特点与发展

L162飞机作为典型的轻型运动型飞机, 通过对其的研制与生产和208项机加零件的分类和分析, 并结合对其他公司相近型号飞机的了解, 对通用航空轻型运动性飞机机加零件特点总结如下:

1) 其零件与其他大型民用飞机相比, 所占整机的比重相对较低。

2) 大部分零件为容易加工的简单件。

3) 对精孔加工能力有较高要求。

4) 关键零件的制造难度较大, 要求有加工复杂航空零件的能力。

5) 产品批量很大, 对工艺方案的高效性和经济性有很高要求。

6) 对于零件的外观质量要求高。

参考文献

郗命麒, 航空制造工程手册, 航空工业出版社, 1998

飞机制造 第10篇

关键词：飞机制造装备技术,发展道路,特点

我国早期飞机制造装备技术最主要的特点就是使用模拟量传递技术, 该技术首先要求设计人员根据飞机装备画出各种图样, 这些图样不能直接作为生产依据, 而是要将其通过计算之后, 按照1:比例放大成图版, 之后再经过多道程序将飞机制造出来。实际上, 我国目前的飞机装备的制造也在使用该项技术, 尽管很多专家学者都在努力探索出先进的技术, 但是因为各种阻碍因素, 至今还没有应用实践的先进技术。

1 中国传统飞机制造装备技术的特点

我国的传统飞机制造装备主要开始于20世纪50年代, 因为当时新中国成立的时间不长, 无论是政治、经济, 还是文化、科技都处在探索的阶段, 因为当时国情的特殊性, 我国早期的飞机制造装备技术都是来源于前苏联, 其主要特点如下:

1.1 飞机生产协调主线采用模拟量传递技术

我国传统的飞机在设计时, 大部分都是属于概念设计, 设计人员根据要求画出理论、结构等图样, 这些图样只是作为参考, 并不能将其直接用于生产, 需要将这些图样按照实际飞机进行所需参数进行实际计算, 之后再手工画出图版, 该图版的比例应该是1:1, 图版的可以采用两种材料, 一种是模线明胶, 另一种是金属模线, 将图版作为样板制作出正反标准的样件, 之后再由这些样件制作出飞机所需要的各种模具、夹具等, 最后在通过一系列的工序将飞机制造出来。上述就是所谓的模拟量传递技术的应用过程, 该技术目前依然在我国飞机制造行业中得到广泛的应用, 虽然我国非常多的飞机制造专家都在努力探索先进的飞机制造技术, 但是因为遇到了各种各样的困难, 所以目前我国依然使用这种技术。

1.2 飞机产品的制造载体为静态制造

早期的飞机生产线是各种各样的工艺装备组成的, 在这其中飞机制造主要属于静态制造, 也就是说属于静态工艺装备, 无论是模具, 还是地面设备其制造工作方式都属于静态, 几乎所有的设备都属于机械性的设备, 在这个飞机生产线中, 工装所占的比例很大, 产品制造工艺流程其工序相对来说都是利用单独分布的方式;再加之, 早期飞机制造所涉及的人员几乎都来源于大中专学校的机械专业, 从中可以看出飞机所使用的各种设备其结构性质属于机械性的结构。早期我国的飞机制所需要的基准以及检测工具都是人工做成的, 比较原始, 这一点中也可以看出飞机产品静态制造的特点, 从20世纪50、60年代的型架装配机到70年代的光学工具都能体现出静态制造的特点。所谓静态制造是与现代自动化技术相比较而出现的一个概念, 从这个概念中, 我们完全可以了解到当时的我国飞机产品制造行业的自动化水平非常低。

1.3 飞机制造的外貌特征为刚性工艺装备

刚性工艺装备简单的说就是指生产出来的装备通用性以及柔性都不强的装备, 换句话说, 一套装备只能生产相对应的零部件, 不能转换也不能替代, 所以早期的我国飞机生产车间最大的特点都是生产机械设备特别多, 所以如果厂房占地面积不大, 根本不能完成全部的生产任务, 这个特点在我国生产力水平低下的当时也起到了一定的作用, 通常情况下, 在战争年代比较适合这种生产方式。但是在现代这种生产方式阻碍了飞机制造业的发展。

2 中国飞机制造装备技术的发展道路

2.1 计算机设计取代了手工绘图

二十世纪八十年代, 随着计算机应用的普及, 在计算机上有规则地进行绘图和设计成为可能, Coons曲而和Bezier曲线的发展, 使人们可以随心所欲地在计算机中建立复杂的飞机理论外形, 很快地, 在中国航空工业中, 无论是工程设计, 还是工艺设计, 大家逐渐抛开了图板, 用计算机取代了手工绘图。计算机绘图促进了计算机设计软件的发展, 从二维的AUTOCAD到三维的UG, CATIA等, 工程技术人员已经习惯用计算机表达自己的设计思想了, 这个过程为飞机制造数字化传递积累了丰厚的经验。

2.2 大面积实现了数控加工、部分实现了数字安装和检测

从单板机到工业计算机, 从单坐标控制到多轴联动, 人们把过去手工操作完成的制造加工动作通过电脑由机器实现完成, 中国航空工业积极跟踪先进技术潮流, 不断在探索和改变自己的加工模式。先是对传统机床进行分轴的加工数字显示, 后来尝试着进行实际意义上的数控改造, 最后到购买先进的三坐标、四坐标、五坐标、六坐标乃至多轴复合的高精度、高转速、高稳定的各类加工中心。

二十八十年代, 航空制造企业以有一个数控加工中心为自豪。到了本世纪初, 航空企业能力建设还是以购买各类功能的数控加工中心为主要追求目标。通过近三十年的建设, 中国航空工业已经大面积实现了数字制造, 并且在局部领域实现了数字安装和检测, 比如, 九十年代中期, 许多企业引进了计算机辅助电子经纬仪, 取代了使用多年的常规光学仪器, 后来很快又引进计算机辅助激光跟踪仪, 大量使用在工艺装备制造、安装上, 并在产品检测上得到应用。

2.3 转包生产带来了技术更新的新概念

改革开放为我国带来经济发展的同时, 也为我国航空工业带来了从西方先进飞机制造业进行转包生产飞机零部件的大好机会。五、六十年代以前, 全世界范围内飞机制造技术方法大同小异, 尽管分欧美系和苏联系, 但都是采用模拟量传递的办法。六十年代以后, 随着自动化技术和计算机技术的应用以及各种复杂因素的出现, 苏联系停止了发展, 代之而出现了美国和欧洲在航空制造业的竞争性发展, 大量新技术、新设备、新工艺、新材料的应用使飞机制造技术出现了日新月异的进步。在技术进步的同时, 出于市场竞争的需要, 欧美都把降低生产成木、提高生产率作为重点考虑目标, 把大量飞机零部件转包给劳动力成木较低的中国来做, 无形中, 大量的新技术新概念传到了国内, 使国内航空同仁耳目一新。

3 结论

综上所述, 可知我国传统的飞机制造装备技术水平尤其是自动化水平十分低下, 这主要体现在早期的飞机制造装备其基本外貌是刚性工艺装备, 也就是说一种装备只能生产出一种飞机零部件, 这使得飞机生产基地所占的面积十分庞大, 厂房中的机械设备非常多, 给生产制造带来了很多麻烦。而且大多数都属于静态制造, 也就是人工制造, 可想而知当时的自动化水平的低下。

参考文献

[1]应维云, 周儒荣, 程宝蕖.计算机辅助飞机制造协调问题求解机制的研究[J].南京航空航天大学学报, 1997 (01) .

[2]晓诚.为飞机的健康把脉[J].航空维修与工程, 2009 (04) .

飞机制造 第11篇

关键词：平尾 制造偏离 工程处置

中图分类号：V22 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）07（a）-0086-01

国内外短航程先进支线飞机常采用高平尾结构，高平尾可以避开前面机翼和发动机等产生的强大气流干扰，获得更高的气动效率，甚至平尾的面积都可以做的比低平尾更小一些。随着我国支线飞机订单数量的增加，对支线飞机质量的要求也越来越高，对高平尾结构的制造、装配和偏离处理的要求也相应的提高。该文基于某型飞机高平尾结构在制造和装配过程中产生的典型制造偏离，分析了不同制造偏离的处置技术，供设计人员和制造人员参考。

1 高平尾结构介绍

高平尾结构常用3个点铰接在垂直安定面的顶上，后面2点为轴承的铰链点，轴承中心连接线构成平尾旋转轴，前面1点通过螺旋驱动器操纵平尾绕旋转轴上下偏转。平尾主要情况下产生负升力，弯矩使下翼面受压，上翼面受拉。升降舵和外伸段所受的力、力矩传递至中央盒段，最终以集中支反力的形式传至与垂尾对接的铰链点上。

平尾典型结构由中央盒段、左右外伸段、左右升降舵等组成。升降舵与外伸段通过铰链接头连接，左右外伸段与中央盒段采用梳状对接形式连接。

2 制造偏离类型及工程处置

由于某些零件制造工艺尚不成熟、平尾翼根整流罩设计难度较大，在支架、长桁、肋、缘条、接头等的制造尺寸、升降舵前缘与水平安定面间隙阶差、平尾翼根整流罩与垂尾间隙等方面容易产生制造偏离[1]。目前平尾在制造工艺性和结构维修性等方面还有待改善。

在制造过程中会产生各种各样的偏离。设计人员需对这些偏离进行处理，保证飞机的安全。常见偏离如下。

2.1 表面损伤

平尾上的表面损伤常有小切口、划伤、凹坑、腐蚀等。表面损伤一般是由于数控机床摆角过程中刀具碰到零件、或者搬运图中被金属件碰到、或者未按工艺规范对零件进行保护等。工程处置常用措施是，在强度可接受的情况下，打磨损伤部位，打磨时不能加深现有深度，打磨半径足够大，打磨后表面粗糙度需满足要求，对表面需做防腐保护处理。必要时对损伤部位进行裂纹渗透检查，判断是否合格。对于表面损伤特别严重的，或者表面特征是关键特征的，有时经强度评估建议报废零件。

2.2 孔径或孔位超差

孔径或孔位超差是指零件上孔的大小或者孔的位置不符合图纸要求。孔径或孔位超差常出现在后梁转轴接头、支架、平尾翼根整流罩、可卸前缘、升降舵盒段组件、升降舵悬挂支架等。孔径或孔位超差一般是由于制造人为因数或管理因素、制造工艺方法不成熟所引起。针对孔径超差，工程处置一般可采用加大紧固件或者加衬套处理；针对升降舵悬挂支架减轻孔和支架电搭接孔孔位超差，工程处置一般评估对强度和功能是否有影响。

2.3 尺寸超差

尺寸超差是指零件制造完成后，某一尺寸与图纸尺寸不符合。尺寸超差常出现在支架、升降舵后缘、长桁、肋、缘条、接头、压印孔处。尺寸超差一般是由于材料变形、制造工艺方法不成熟、制造人为因数或管理因素等所引起的。针对材料变形、厚度超差，工程处置一般是请结构、强度甚至总体气动专业一起评估，如果对强度和总体气动影响工程可接受，在装配时也不会引起短边距，并且不影响使用功能，即原样使用；针对制造人为因数或管理因素使零件尺寸变短，经评估如能使用，一般需对多余倒角处锐边倒圆，保证表面粗糙度，如评估影响产品强度和使用功能，做报废处理。

2.4 短边距

短边距是装配过程中常出现的问题之一。一般边距小于两倍孔径或小于设计图纸上所要求的边距就称为短边距。短边距可能使结构产生两种形式的破坏，当短边距紧固件的受载方向与结构边缘方向垂直时，可能沿紧固件传递载荷方向剪坏；当结构所受载荷方向与短边距相关边缘平行时，可能产生静拉伸破坏或疲劳破坏。短边距常出现在平尾翼根整流罩、水平安定面上。短边距一般是由于制造工艺方法不成熟、制造人为因数或管理因素所引起。

针对这些短边距，工程处置首先进行受力分析，确定有可能发生剪坏还是拉坏或者兼而有之[2]。

（1）如果有剪坏的可能，应提供新的传力路线。

（2）如果有拉坏的可能，应视不同情况选择不同方法：如果位于非疲劳危险区，一般边距大于1.5D即可接受；如果边距小于1D，工程一般不可接受，应将此短边距孔锉修掉，然后采取补救加强措施；如果边距在1D到1.5D之间，应将邻近紧固件作加大处理，或者采用加强板，或者提供新的传力路线。

2.5 装配间隙超差

装配间隙超差是指零组件在装配过程中，存在的间隙不符合图纸要求。装配间隙超差常出现在壁板与梁缘条之间、平尾翼根整流罩与垂尾之间等。装配间隙超差一般是由于制造工艺方法不成熟、设计方案不成熟所引起。针对壁板与梁缘条装配间隙，工程处置一般对壁板零件进行校形，达到理论外形，消除间隙；针对平尾翼根整流罩与垂尾装配间隙，由于设计方案不成熟以及垂尾翼尖整流罩为曲面产生，设计应通过修改平尾翼根整流罩构型、防磨条材料、垫片高度等来使设计构型更合理。

2.6 外形超差

升降舵吊装于水平安定面后，容易出现升降舵前缘与水平安定面后缘蒙皮阶差和间隙不符合规定要求的情况。此类超差一般是由于装配工艺方法不成熟、或者装配型架有微小偏差所致。工程处置一般将方向舵原样使用，对于间隙小的位置，考虑打磨水平安定面蒙皮边缘是否合适，打磨后做防腐保护处理，保证不影响到方向舵转动；对于间隙大的位置，在不影响强度和功能的情况下，一般考虑原样使用，同时请总体气动专业评估阶差和间隙超差对气动力的影响是否可接受。工艺同时积极研究寻找完善措施。

3 结语

该文介绍了飞机高平尾的功能、传载和结构形式，基于某型飞机高平尾结构在制造过程中经常产生的制造偏离，分析了不同制造偏离的工程处置技术，供飞机设计人员和制造人员参考。

参考文献

[1]惠贤.基于某型号飞机的结构制造偏离统计分析[J].科技创新导报，2013（16）：69-71，73.

逆向工程在飞机制造业中的应用 第12篇

逆向工程, 主要是针对没有图纸数据的实物模型, 利用三维数字化测量仪器准确、快速地测量出实物模型的轮廓坐标数据, 并对轮廓数据进行曲面建构, 经再设计后, 将模型轮廓数模转入数控加工系统 (CAM) , 由CAM系统产生数控加工路径, 最后数控 (CNC) 加工机床制作出所需实物模型, 或者以3D打印机将样品模型制作出来, 这一流程称为逆向工程[1], 如图1所示。逆向工程技术是先进制造技术中的一种, 近些年国内外逆向工程技术得到了广泛的研究发展和应用。目前该项技术已经广泛应用于飞机、汽车、船舶、航空航天、模具及家电等行业。逆向工程技术已经与3D技术融合成为制造业中的重要一环。

2 逆向工程技术测量方法、设备及设计软件应用概况

2.1 逆向工程技术测量方法

逆向工程技术一般以三维数字化测量设备的输出数据为原始信息来源[2]。如果我们采用逆向工程技术来进行实物模型的扫描、设计与加工制造的话, 三维数字化测量设备测量方法的好坏直接影响被测实物模型的测量精度和轮廓的完整程度, 影响到后续实物产品的CAD曲面和实体模型设计的质量与速度, 并最终影响到产品加工质量。因此, 通过三维测量设备获得实物模型轮廓数据的过程在整个逆向工程的链条中, 是整个工程的基础, 也是逆向工程的一个关键技术部分。目前, 三维测量方法可以分为接触式测量和非接触式测量两大类。接触式测量主要是坐标测量;非接触式测量主要是光学测量、超声波测量、电磁测量等。接触式测量虽然精度高, 但测量速度很慢, 测量范围小。非接触式测量精度低于接触式测量, 但速度快, 测量范围大。

2.2 逆向工程技术测量设备

目前三维测量设备的发展, 按通常的分类可以分为三坐标测量系统、柔性三坐标测量系统、激光扫描测量系统、光学照相扫描测量系统等。

接触式的三坐标测量机 (CMM) 是最常用的三维测量设备。CMM具有精度高、可靠性好、技术成熟等特点, 但测量速度慢、测量的数据量很小, 不适合测量复杂曲面, 对被测物体的大小和质量有一定要求, 对测量环境要求严格。接触式柔性三坐标测量系统又称“便携式三坐标测量机 (PCMM) ”, PCMM便携方便但是精度比CMM要差, 测量尺寸大和复杂度较高的实物比较困难, 测量速度也比较慢, 比较适合孔位测量。

非接触式激光扫描测量系统是1990年代发展起来的, 测量快速、方便, 近年已经成为最重要的非接触式测量手段之一, 其缺点是测量速度快但精度不高, 精度只能达到0.1mm/m。光学照相扫描测量系统是最近几年发展起来的一种全新的测量设备, 测量速度快, 精度高, 携带方便, 适用于复杂曲面的测量, 测量物体范围可以从几毫米至几十米。德国COMET公司出品的L3D光学三维测量系统, 是目前中国市场上比较常见的光学扫描系统, 其精度可以达到0.02mm, 而且速度达到2, 000, 000点/3s。

2.3 逆向工程技术设计软件

逆向工程技术工程应用的关键是对专业逆向工程软件的使用, 在专业的逆向工程软件出现之前, CAD模型的重建都依靠于正向的CAD软件, 如UG、Pro/E等。由于逆向建模的特点, 正向软件不能满足快速、正确的模型重建的需要[3], 所以专业逆向软件的使用对工程应用很关键。目前, 较代表性的逆向软件有EDS公司的Imageware、Raindiop Geomagic公司的Geomagic、PTC公司的ICEMSurf、DELCAM公司的Copy CAD、达索公司的CATIA软件, 其中CATIA软件因为功能强大、兼容性能好、适用性强等特点在航空、汽车、船舶等制造业中广泛使用。

3 逆向工程技术在飞机零件设计及加工中的应用

随着信息技术的飞速发展, 国际航空技术已经发展到产品数字化阶段, 全面应用CAD/CAM技术, 这是航空技术发展的大趋势[4]。我国飞机近几年发展迅速, 新的飞机机型都实现了数字化, 但在国内还有一些老飞机机型仍在使用, 由于受当初的设计条件限制, 老机型零件仍有大部分没有数字化。现在这些零件的加工仍然是按照之前没有数模的图纸进行, 加工后再用飞机零件外形的模线样板和模胎来检验, 不合格的用钳工进行反复修整, 直到符合样板要求为止。这种加工方法, 延长了生产周期, 降低了生产效率。因此需建立一种有效的数字化设计方法, 在设计过程中, 把模线样板检验的环节考虑进去, 直接设计出合格的数模, 再进行数控加工, 从根本上解决原有加工方法产生的问题, 进而提高生产效率。本文针对某飞机零件运用逆向工程测量及设计技术解决了此问题。

3.1 飞机零件逆向设计技术方案

该零件一面为机身型面, 此型面需用模线样板和模胎进行检测, 合格后才能使用。根据此零件特点, 本文采用德国COMET L3D三维光学扫描仪测量零件整体数据, 再测量模胎型面, 扫描仪测量误差为0.02mm;运用接触式三坐标测量机测量模线样板轮廓;将获得的零件三维原始数据输入CATIA软件中, 运用CATIA正、逆向模块按照图纸尺寸进行数字化设计。如图2、3、4、5所示。

3.2 飞机零件逆向设计关键技术及解决方法

为了能够提高加工效率, 在零件逆向设计过程中最关键的技术问题主要是如何将不同的数据统一, 即将模线样板和模胎检测的问题数字化解决。首先, 在CATIA软件中按照零件图纸要求建立同一坐标系, 将所有获得的原始数据转换到统一坐标系下, 如图6;再按照零件机身型面要求建立曲面, 曲面要符合模胎的型面要求, 误差要控制在0.1mm以内;再按照坐标要求, 调整零件曲面U、V方向控制点, 使其符合模线样板轮廓要求, 误差要控制在0.05mm内;最后再按照图纸要求设计其他相关特征。

4 结论

本文介绍了一种运用三维光学扫描仪与三坐标测量机相结合的方法获得飞机零件、模线样板及模胎的原始数据, 运用CATIA逆向软件设计飞机零件的逆向工程设计方法, 经过实践证明, 数控加工后的零件曲面型面完全符合模线样板及模胎的检测要求, 如图7所示, 型面误差在0.1mm内。用一周时间完成了从零件的数据测量、设计到最后加工出成品, 与原来用时2个月对比, 不但提高了产品的加工质量速度, 而且还大大提高了产品加工的效率。逆向工程技术开创了飞机零件数字化设计制造的一种新方法。

摘要：在老飞机机型的设计和加工过程中, 飞机零件的数字化设计及加工效率的提高是最重要的工作。文中讨论了一种基于逆向工程技术的设计方法, 此设计方法准确性高、速度快, 同时提高了加工效率。

关键词：逆向工程,飞机制造,CATIA

参考文献

[1]许智钦.逆向工程技术[M].天津:天津大学出版社, 2001:3-10.

[2]高晓辉, 蔡鹤皋.三维数字化测量系统[J].中国机械工程, 2000, 11 (10) :61-64.

[3]王霄, 刘会霞, 梁佳洪.逆向工程技术及其应用[M].北京:化学工业出版社, 2004:88.