国外大型飞机装配型架设计的新方法

通过丝杠可以在ｙ向移动。立柱通过 底座上的导轨可作Ｘ向移动。为了保 证装配对象在ｙ向的定位，在底座上 往往有多个辅助支撑。辅助支撑通过 导轨可作Ｘ向移动，ｙ向定位点可以 通过调整伸缩顶杆来调整。空客英国 公司制造的柔性高速铆接系统中有两 套柔性装配型架，可以铆接Ａ３３０／ ３４０，Ａ３１９／３２０／３２１；Ａ３００系列飞机机 翼上下共有１２种壁板，型架经过一定 的调整，还可用于８种壁板的装配。每 套型架有１０个可移动的立柱，２个围 框式接头定位板，５个辅助支撑及底 座。每个立柱上有一套定位系统以满 足不同壁板结构的定位要求。定位系 统包括４个可调节指针定位机构，其中 上下２个指针从蒙皮外表面定位，中 间２个指针从蒙皮内部对壁板定位。
结束语
大型飞机装配型架在飞机研制过 程中占有重要地位，其设计方法对飞 机研制周期有较大影响。柔性设计方 法和并行设计的采用可明显缩短型架 的制造周期，减少型架数量和占地面 积，对降低成本和缩短研制周期具有 重要意义。确定装配设计方法是并行 设计和柔性设计实施的基础，而确定 装配设计方法必须以三维实体定义和 智能设计系统为设计工具，以高精度 ＣＮＣ加工设备为手段。（责编咏智）
下载时间：2011年4月11日
一般飞机生产准备周期占飞机研 制周期的ｌ／２以上，而装配型架的设 计制造是飞机生产准备的主要内容之 一。减少型架的制造时间对缩短整个 飞机研制周期有重要意义。为缩短生 产准备周期，人们希望飞机设计完成 后，生产工装很快就能投入使用，而 型架设计的依据是飞机结构数据，因 而传统的型架设计往往在飞机设计完 成后才开始进行。实际生产过程中， 装配对象的设计数据经常改动，导致
在型架设计中确定装配设计方法 的一个具体应用就是采用“销钉板”
６０航空审ｑ造技术－２００６年第２期
万方数据
（Ｐｅｇｂｏａｒｄ），比如在立柱上加工许多 标准的坐标孔，有相应标准的销钉与 坐标孔配合。为了定位装配对象，专 门加工了许多定位用刻度板（Ｉｎｄｅｘ ｐｌａｔｅ），这些刻度板上也有坐标孔， 可以通过销钉及相应的坐标孔将刻度 板定位在立柱的销钉板上。刻度板和 立柱的装配不需要专门的光学仪器和 其他安装工具。刻度板是专门针对装 配对象的特点加工的，用于桁条等结 构的定位。
1.邹爱丽.秦政琪 飞机钣金件数字化柔性装配[期刊论文]-机床与液压 2010(10) 2.秦政琪.范振伟 飞机薄壁组件数字化柔性装配研究[期刊论文]-沈阳航空工业学院学报 2009(3) 3.许国康 大型飞机自动化装配技术[期刊论文]-航空学报 2008(3)
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要缩短产品上市周期，在飞机结 构设计的同时就应开始工装设计，即 飞机产品和飞机工装的并行设计。由 于工装的设计依据来源于飞机产品数 据，要在最终产品数据还未确定的情 况下进行工装设计，工装的部分结构 必须独立于产品数据。工装和产品并 行设计的一个基本思路是改变传统的 工装结构，将其划分为独立于产品数 据或只需要基本数据的标准结构和依 赖于最终产品数据的专用结构件两部 分。装配型架的标准结构部分主要有 立柱、底座、辅助支撑等，专用部分 主要有用于定位桁条的刻度板、接头 定位件等。专用件一般尺寸较小，设 计、加工制造周期很短，并且不需专 门的大型加工设备。标准结构尺寸 大，结构复杂，往往需要专用大型加 工设备，其设计、制造周期长。标准 结构的设计不需要最终产品数据或只
装配型架的设计随之改动，这又延长 了型架的设计制造周期。
确定装配设计方法
为缩短飞机研制周期，目前国外 许多公司都采用了“确定装配”
（Ｄｅｔｅｍｉｎａｔｅ ＡＳｓｅｍｂｌｙ）设计方法。
确定装配是用来描述产品设计过程的 一个术语，其基本思想是构成产品的 不同零件在预定义的结合面配合装 配，整个装配过程不需要专门的测量 仪器和复杂的测量及调整。确定装配 设计方法属于面向制造和装配的设计 方法的一部分，这种设计方法的潜在 好处是减少工装和工具，提高装配效 率，从而减少生产准备周期和制造费 用。从理论上讲，这种设计方法要求 零件的准确度高，不同零件“吸附在 一起（Ｓｎａｐ ｔｏｇｅ恤ｅｒ）”就可保证产 品装配的准确度。因此，这种设计方 法必须以三维ＣＡＤ系统和智能设计 系统为设计工具，以高精度ＣＮＣ设 备为加工手段。
柔性设计的 基本思想是在型架中采用可以快速调 整的机构，以满足不同装配对象的装 配要求。一般型架有数个立柱，每个 立柱上有多个定位件。分析Ａ３４０— ６００的柔性型架的桁条定位部分可以 发现。柔性型架的立柱、定位件，甚 至底座都是可以移动或调整的。采用 确定装配设计方法设计制造的Ａ３８０ 壁板装配型架有数个桁条定位在型架 上。型架的立柱上有带多个坐标孔的 “销钉板”，定位桁条的刻度板通过定 位销固定在“销钉板”上。立柱上的 定位指针在Ｚ向可以通过螺纹调整，
需一些基本数据，因此在飞机产品设 计的初期就可进行设计制造，当产品 最终版本发放后只需较短的时间就可 完成专用结构的设计制造。标准件和 专用件采用确定装配设计方法，装配 非常方便，并且不需专用安装工具，装 配周期短。这样，在产品设计完成后很 短时间内型架就可投入产品装配。
确定装配和并行设计方法在Ａ３８０ 壁板装配型架的设计制造中取得了巨 大的成功。空中客车英国公司以三维 零件实体定义和开发的智能设计系统 为工具，制造工程师可以将零件几何
航空制造业的竞争日趋激烈，人 们要求飞机的承载能力更强，更高 效，而交货周期却更短。为满足这些 严格的要求，飞机设计师不得不寻求 更先进的设计方法和工具，以提高产 品质量，缩短研制周期。有限元分析 方法和智能设计系统加速了产品的优 化设计，使零件、组合件的设计达到 了前所未有的精度。这些先进的方法 和工具为型架设计方法的改进提供了 技术基础。
ｔ飞机结构和装配型架 的并行设计
民用飞机的结构尺寸愈来愈大， 如目前最大的超大型客机Ａ３８０，双 层客舱，高２４ｍ，长７３ｍ，翼展宽８０ｍ， 标准机型载客５５０～６５０人。飞机结 构的大型化对设计人员提出了新的挑 战。由于结构尺寸的增大，设计人员 需要解决承载和空气动力外形方面所 遇到的许多问题，从而导致设计周期 更长，设计更改更多，这必然影响工 装的设计、制造周期，延长了产品的 上市周期。
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国外大型飞机装配 型架设计的新方法
西北工业大学机电学院曹增强
确定装配的设计方法、飞机结构与装配型架并行设计以 及柔性设计技术是国外大型飞机装配型架采用的新方法 和新技术，为缩短飞机研制周期，降低生产成本，提高 产品的竞争力提供了新的途径
曹增强： 西北工业大学教授，主要从事飞机装 配与先进连接技术研究。２００４～２００５ 年在澳大利亚国立大学作访问学者
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２００６年第２期－航空制造技术６１
国外大型飞机装配型架设计的新方法
作者： ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
曹增强 西北工业大学机电学院
航空制造技术 AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY 2006，(2) 3次
引证文献(3条)
特征很快转换为桁条定位指针（Ｓｔ血一 ｇｅｒ ｍｄ既），用于定位每一个桁条。
装配型架的柔性设计
大型飞机的装配型架更加庞大， 制造周期长，占 地面积大。传统 的装配型架采用 刚性结构，一套 型架只能装配一 个组合件或部 件。柔性装配型 架可以装配不同 产品，能够减少 型架数量，从而 减少工装制造周 期和费用，减少 生产用地。
传统型架设计方法 存在的问题
飞机结构件尺寸大，刚度小，而
制造精确度要求高。为保证产品制造 精度和互换协调，飞机制造过程中采 用了成套装配型架。为减小装配过程 中结构的变形并保证准确定位，现有 装配型架采用刚性结构，而且一套型 架只能用于一个装配对象，因此，７飞机 生产准备过程中需制造大量的装配型 架。由于尺寸大，结构复杂，因此，装 配型架的制造周期长，成本高，而且占 地面积大。传统的装配型架上要安装 许多定位件，为保证定位精度，定位件 的安装往往需要专用安装仪器，如电 子经纬仪、激光准直仪等，工作的分散 性差，安装效率低，安装周期长。