飞机装配型架
飞机装配设计课程设计说明书
飞机装配工艺课程设计9911839隔框的装配型架设计学院：航空航天工程学部专业：飞行器制造工程班级： 1434030302学号： ************姓名：**指导教师：**沈阳航空航天大学2018年1月摘要飞机装配型架主要由：骨架、定位件、夹紧件和辅助设备组成。
其主要功用是保证产品准确度和互换性，改善劳动条件、提高装配工作生产效率，降低生产成本。
型架设计的主要内容有：型架设计基准选择；装配对象在型架中的放置状态；选择工件的定位基准，确定主要定位件的形式及其布置，尺寸公差的选择；工件的出架方式；型架的安装方法；型架结构形式的确定；骨架刚度验算；骨架支撑与地基估算；考虑温度对型架准确度的影响。
本文针对9911839隔框的相关结构特点，进行工艺分析，结合装配使用要求对该隔框进行了装配型架的设计，主要包括对两种形式加强筋的定位与夹紧，对缘条与腹板的定位与夹紧等，并对所设计型架的工艺特性进行简要的阐述与分析。
关键词： CATIA、型架、定位件、夹紧件、骨架目录第1章引言 (1)第2章装配件工艺分析 (3)2.1 工艺分离面的选择 (3)2.2 9911839隔框结构分析 (5)第3章装配型架及其零件设计 (6)3.1 装配型架的功用及技术要求 (6)3.2 产品的放置状态 (7)3.3 产品的出架方式 (7)3.4 骨架的设计 (8)3.5 定位件与夹紧件的设计 (9)3.6 温度对型架准确度的影响 (12)第4章型架的安装 (14)4.1 安装方法的选择 (14)4.2 标准样件安装方法优缺点 (14)4.3 型架的安装过程 (14)4.4 型架总装图 (15)第5章创建二维工程图 (16)总结 (17)参考文献 (18)第1章引言飞机装配过程就是将大量的飞机零件按图纸、技术条件进行组合连接的过程，一般是由零件先装配成比较简单的组合件和板件，再逐步装配成比较复杂的段件和部件，最后将各部件对接成整架飞机。
论飞机装配型架特点与控制
论飞机装配型架特点与控制装配型架关键特性的定义及特点装配型架关键特性是保证飞机装配零部件间互换和谐的重要特性，同时装配型架关键特性也是关键特性的一种。
专门是在装配产品样本专门少的情形下，识别和操纵装配型架的关键特性就显得格外重要。
依照文献[1~4]所描述的KC的概念，作者认为装配型架关键特性是指在飞机产品装配过程中，装配型架的某些结构、外形、定位特性对被装配产品的质量阻碍最严峻的几何特性；在飞机柔性装配型架中还包括自动测控系统操纵机械随动定位机构精确定位。
当装配型架关键特性处于临界值或超出临界值时必须对其进行操纵，否则会严峻阻碍产品装配质量和零部件的互换和谐，甚至产品的报废。
飞机装配型架关键特性具有一样关键特性的特点，同时结合飞机柔性装配型架与数字化测操纵系统在飞机装配中的应用，飞机装配型架关键特性还具有一些专门的特点：1）在装配型架设计时期，依照用户需求与被装配产品特点，结合当前企业拥有的加工、制造等能力，设计产品装配型架。
在设计过程中要紧涉及为保证飞机产品要紧尺寸和位置的定位器设计、保证产品外形准确度的定位面的设计等，初步把这些要紧尺寸作为关键特性进行操纵。
装配型架关键特性与一样关键特性一样依照关键特性的可测量性和可操纵性沿制造树逐级向下传递，形成关键特性树，同时上级关键特性由下级关键特性保证，如图1所示（图略）为某机型壁板预装配柔性工装系统型架关键特性树。
2）在装配型架安装时期，把设计时期定义的保证产品要紧尺寸和外形准确度等定位特点作为关键特性，在要紧定位结构上设置靶标点（OpticalT oolingPoints，OTP），把测量靶标点的坐标与理论坐标相比较，进行实时反馈和补偿，精确安装各种定位器。
3）在产品装配时期，操纵系统操纵随动定位器运动到理论位置以精确定位产品，把这类通过操纵系统操纵的随动定位器或定位机构的精确定位也作为关键特性进行操纵。
装配型架关键特性的识别与操纵为保证飞机装配零部件间的互换和谐问题，对装配型架中阻碍被装配产品质量最大的尺寸、形状、定位特点等关键特性采纳合理的方式加以操纵。
飞机装配-装配型架的安装
问题一：型架安装不正
总结词
型架安装不正会导致飞机装配出现问题，影响产品质量。
详细描述
可能由于地面不平整、安装人员技能不足或测量误差等原因，导致 型架安装不正。
解决方案
在安装前确保地面平整，使用水平仪进行校准；加强安装人员的技 能培训，提高测量精度，确保型架安装正确。
问题二：型架部件损坏
1 2
总结词
安装后的检查与调整
几何精度检查
使用测量工具检查型架的整体几何精度，包 括平面度、垂直度和扭曲度等。
紧固件检查
对所有使用的紧固件进行检查，确保它们紧 固、无松动。
定位器检查
检查定位器的功能是否正常，确保它们能够 准确、稳定地固定飞机部件。
调整与修正
根据检查结果，对型架进行必要的调整和修 正，以确保其满足飞机装配的要求。
通过自动化装配技术，可以大幅提高 装配效率和精度，减少人工干预和人 为错误。
柔性装配技术
柔性装配技术是指利用柔性工 装和柔性制造系统实现飞机装 配灵活性和可调整性的技术。
通过柔性装配技术，可以实现 不同型号、不同规格的飞机装 配的快速转换和调整，提高生 产效率和适应能力。
柔性装配技术还可以降低生产 成本和资源消耗，提高企业的 市场竞争力。
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THANKS
检查型架的结构完整性，确保无损坏或变形。
载重能力检查
检查型架的载重能力，确保满足使用要求。
保养与维修
维修与更换
对损坏或磨损严重的部件进行维修或更换， 确保型架的正常使用。
润滑保养
定期对型架进行润滑保养，保证其正常运转。
记录与报告
对维护和保养过程进行记录，并及时报告异 常情况。
05 装配型架的常见问题及解 决方案
现代飞机装配型架设计新技术
洪 都 科 技HONGDU SCIENCE AND TECHNOLOGY2007现代飞机装配型架设计新技术刘平魏莹邱燕平（洪都航空工业集团）摘要装配型架是用来保证飞机的准确度和互换性，是飞机装配中必不可少的工装。
本文介绍了一些国内外装配型架设计的新技术、新方法。
关键词装配型架设计数字化设计模块化New Technology for Design of Modern Aircraft Assembly JigLiu Ping Wei Ying Qiu Yan Ping(Hongdu Aviation Industry Group)Abstract The assembly jig is adsolutely necessarily in aircraft assembly because it is used to ensure accuracy and interchangeability of the aircraft. This paper introduced somenew technologies and approaches to design the assembly jig both at home and abroad.Keywords Assembly jig design Digital design Modularization1 引言近年来，全球制造业正以垂直整合的模式向亚太地区转移，我国正成为世界制造业的重要基地。
工装设计水平是反映一个国家飞机制造水平的关键指标之一。
其中装配型架的设计和制造在整个生产工艺装配中占很大的比重。
装配型架结构是否合理、正确，不但对装配型架本身制造工作量大小、周期长短、成本高低和装配条件有直接的影响，而且也决定着各工件的对接、配合尺寸是否协调一致，对飞机装配的互换协调性、制造质量和进度有很大影响，直接影响整个飞机的制造周期。
飞机装配是将零件（成部件、组件）按照设计和技术要求进行组合、连接形成高一级的装配件或整机的过程。
飞机装配装配型架的设计
第八章 装配型架的设计
第10页/共76页
§8.2 装配型架设计的一般问题二、型架设计的内容和步骤；拟定型架设计方案绘制工作总图绘制零件图基于MBD数模—实例检索—修改---新型架（计算机辅助设计、实例库）拟定型架设计方案相关内容：型架设计基准装配对象在型架中的放置状态 工件定位基准，形位、尺寸公差工件出架方式型架安装方式型架结构形式骨架刚度验算型架支承与地基估算温度对型架准确度的影响
第八章 装配型架的设计
第18页/共76页
§8.2 装配型架设计的一般问题型架结构的简化及元件的标准化一、型架结构的简化正确选择工艺划分和装配顺序：简化型架构造（中央翼盒和外翼对接面精加 工、大十字架装配）用工艺孔定位代替外形定位：型架结构开敞，简化部件总装型架用内型板代替外形卡板,内型板是指固定在型架上的定位件、假框、假肋。采用工艺接头用分散式骨架代替组合式骨架以先装工件定位后装工件（前襟翼大梁立筋定位钣金肋）骨架元件的合理布局（型架刚度、出架方式、分散式骨架）二、装配型架元件标准化可缩短生产准备；可降低型架成本；提高了设计质量
第八章 装配型架的设计型架设计的发展
第18页/共76页
快速化变型设计、模块化设计、基于实例和知识的智能设计、基于MBD的全三维设计；采用有限元方法分析型架结构受力、温度场作用下的影响
第八章 装配型架的设计
§8.3 装配型架的构造---型架结构分解、分解设计过程
骨架、定位件、夹紧件、辅助装置等
第18页/共76页
第八章 装配型架的设计
§8.3 装配型架的构造---型架结构分解、分解设计过程2、型架定位件和夹紧件定位件和夹紧件：保证所定位的工件处于正确、可靠的位置，并把它们夹紧在这个位置上。一、 型材零件的定位夹紧件 （图8-31）适用于带弯边的隔框、翼肋、梁、长桁的钣金零件二、外形定位件及夹紧件确定飞机气动力外形的定位件。 分为：卡板、内型板和包络式定位板三、接头定位器、型架平板及工艺接头定位器
现代飞机装配型架设计新技术
现代飞机装配型架设计新技术近年来，新型飞机的研发技术在节省能源和提高飞机安全性的同时，也越来越注重装配型架的设计。
在现代飞机装配型架设计中，新技术的应用能够带来更高的可靠性和性能。
一、基于科学的飞机装配型架设计：第一，对于科学的飞机装配型架设计，机身结构的设计和优化是第一要考虑的要素。
通过多边形分形技术，可以精确测量飞机机身结构的形状和尺寸，从而可以根据飞机机身结构的特性和机场环境的控制，采用最佳的装配型架设计方案。
第二，基于机械结构的计算分析。
在机身结构设计的基础上，还需要对机械结构进行计算分析，以确定装配型架的完整性。
比如，使用有限元分析技术，可以对机械结构中的局部应力、应变和变形进行分析，并根据飞机飞行特性选择最佳设计。
通过这种方式，可以确保装配型架的可靠性。
二、大数据在现代飞机装配型架设计中的应用：第一，大数据可以收集和分析大量的相关统计数据，以识别有用的飞机装配型架设计模式。
通过大数据，可以根据飞机结构的参数、飞行特性、机场环境等信息，向工程师提供有效的现有知识和有利的决策。
第二，大数据还可以用于计算机辅助设计（CAD），确保飞机装配型架设计以及相关文件和图纸符合设计要求。
同时，大数据还可以用于维修工程，以确保飞机维修安全性。
综上所述，现代飞机装配型架设计新技术具有重要的意义，可以提高机身结构的可靠性，减少能源消耗，保证飞机安全性。
将基于科学的装配型架设计和大数据的技术相结合，可以利用这些技术实现飞机装配型架设计的最优化，从而节约能源，提高安全性。
同时，需要注意不断更新和改进大数据技术，以随时应对环境变化和技术发展，以确保飞机装配型架设计的安全性、可靠性和有效性。
论飞机装配型架特点与控制
论飞机装配型架特点与控制由于现代化的科技和机械工程的进步，民用飞机制造及销售已成为全球行业。
为保证飞机质量和效能，装配型架与控制是制造飞机的重要环节。
本文将从飞机装配型架的特点与功能，以及飞机控制的几个方面来讨论。
一、飞机装配型架的特点与功能1. 特点飞机装配型架是指将飞机各个部件装配成整机所用的机械设备。
从其特点来说，飞机装配型架有以下几点：（1）具有高度的精度和稳定性，能够确保每个元件与整机装配精度符合要求。
（2）具有多样的功能，能够适应各种飞机的组装和调配。
例如，对于大型飞机而言，装配型架还要有良好的承载力，使其能够支撑飞机的庞大重量。
（3）具有高效性，能够提高生产效率和质量，减少成本及缩短航空器的生产周期。
2. 功能飞机装配型架作为重要机械设备，其主要功能包括：（1）保持飞机零件间相对位置的准确性。
装配型架依靠其精度，使得各部分零件之间的距离和角度符合要求。
（2）提高组装飞机的效率。
装配型架确保每个元件都装在正确位置上，减少了工人的劳动量和时间。
（3）保证飞机的质量。
装配型架能够保证其准确性和稳定性，从而能够保证生产出高质量的飞机。
二、飞机控制的几个方面1. 飞机驾驶控制飞行员通过驾驶舱里的操纵杆、摇杆、脚踏板以及航空电子设备等来掌控飞机，实现飞机的起飞、飞行和着陆等动作。
同时，驾驶员要自我控制，保证飞行安全和准确性。
2. 自动驾驶控制自动驾驶控制指飞机自动驾驶仪所执行的任务。
在某些情况下，飞行员可以将控制权交给自动驾驶仪，以执行飞行任务。
自动驾驶仪可以根据航飞计划提供的指令自动控制飞机的高度、航向和速度等参数，为飞行员减轻工作强度和减少人工操作上的误差。
在自动驾驶模式下，飞机可以更加精确地保持飞行姿态和飞行速度。
3. 特殊控制特殊控制包括ILS(仪表着陆系统)、GPS(全球定位系统)、航向风险管理系统及其他特殊设备等，用于助于飞行员进行导航和飞行。
这些设备可以根据不同情况提供飞行方案，以帮助飞行员控制飞机。
飞机装配型架刚度校核的线框化方法
飞机装配型架刚度校核的线框化方法作者：邓忠林刘建业来源：《中国科技纵横》2017年第09期摘要：飞机型架设计中的刚度校核是其关键环节，正确的简化方法能够提高刚度校核的准确性并降低因边界条件处理不当造成的有限元分析误差。
本文提出一种型架骨架线框化的简化方法，更准确的实现型架的简化，并讨论了其有限元的计算方法。
关键词：飞机型架；刚度；线框化；简化中图分类号：V262.4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）09-0087-01飞机装配型架是指在飞机装配过程中所使用的具有定位功能的适合飞机结构和生产特点的工艺装备。
飞机钣金零件尺寸大而刚度小，必须依靠型架来保证其准确度与互换性，因此型架需要有足够的刚度且又不笨重。
本文从结构简化、载荷简化、边界条件三个方面，介绍了一种型架骨架线框化的型架模型简化方法，并对之后的有限元处理部分进行了分析。
1 装配型架的简化处理为方便参数化和刚度分析，首先需对型架进行简化处理。
骨架是型架的基体，用于夹紧件、定位件等其他元件的固定和支撑，保证各元件的空间位置的准确性与稳定性。
因此在进行型架刚度校核时，将骨架作为有限元分析的主体，其他部分将作为力系和约束作用在骨架上。
1.1 骨架结构简化飞机装配型架的骨架通常由底座、立柱、支臂、梁等标准化原件组成，其中梁的变形量占总体变形量的大部分，因此刚度校核主要针对的是梁的变形。
此类结构长度尺寸比两个截面方向的尺寸大的多，符合有限元分析中杆件的概念。
而型架的主体骨架则可视为由若干个杆件在有限个点上连接而成的杆件结构。
因此可以进行如下简化：（1）结构中单个独立的元素单元都可视为梁单元或杆单元。
区别单元是否承受弯矩与是否具有转交自由度θi，若单元考虑受弯状况则视其为梁单元，由于梁单元的长度尺寸比两个截面方向尺寸大的多，可以忽略剪切形变的影响。
（2）各个梁单元的结合处我们可根据不同的情况将其视为两种形式的节点。
如果该结合处连接的两个梁单元不会发生相对运动，在该节点处可以进行弯矩传递。
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装配型架设计的一般流程
型架设计所需的资料
型架设计任务单 装配件的结构图纸与技术条件 产品装配方案或指令性工艺规程和工艺装备协调图表 型架设计技术条件
型架设计的内容与步骤
草图设计或型架设计方案的拟定 绘制工作总图（装配图） 绘制零件图
总体结构设计
选定型架的总体结构型式 对型架结构进行总体布局
位； 在需要定位的部位没有合适的孔或接头，可以增加工艺孔
的方式； 前后工序的定位点应尽可能一致； ……
定位夹紧件设计
型材零件定位件
轴、孔零件的定位夹紧件
叉耳接头定位件
叉耳接头定位器的应用非常多，在设计时应注意：
悬臂部分长度与定位部分长度之比应小于或等于1；
定位面不应多于两个，对于多耳片的接头，应选用配合精度 高，间距大的配合面为定位面，并保证定位件的孔轴线与定 位面的垂直度要求；
到定位作用；
段件或部件的对接型架中起到支撑及定 位作用。
工艺接头以少数面积较小的点定位替代 卡板的线定位，使型架结构大大简化；
工艺接头可以在段件装配、部件装配和 对接等各个阶段联合使用。
装配型架结构刚度
影响型架刚度的三个因素： 型架总体结构型式选择不当； 结构布局不合理； 安装接头定位器的部位局部刚性不足
框架式
框 架 式
框 架 式
框架式结构主要用于：
• 隔框、翼肋、大梁等平面形状的组合件、 板件 • 小型立体组合件（翼尖、舱门、小尺寸尾 翼）
框架的放置方式：竖放、转动式、平放
组合式
分散式
分散式
整 体 底 座 式（多支点可调支承）
装配型架的主要组成部分
骨架
型架基体，固定支撑定位件、夹紧件等 保持各元件空间位置的准确度和稳定性
产品的定位部位 定位点的分布和数量 定位方法 定பைடு நூலகம்件的型式 骨架结构布置 定位件在骨架上的固定方法 产品的下架方式 型架的制造和安装方法 ……
选定型架的总体结构型式
型架总体结构形式的选择应根据装配对象的尺寸和具 体结构情况，尽可能选择结构简单、刚度大、尺寸稳 定性好，工作面开敞，产品上下架安全方便，能避免 地坪热膨胀和下沉影响的结构型式。
为工人提供较好的劳动条件，提高劳动效率，缩短装配周 期。
装配型架的功能与分类
装 装配工艺装备 配
装配型架
工
艺
对合型架
铆接装配型架
装
备 精加工型架
的
胶接装配型架
种 检验型架
类
焊接装配型架
组合式 装配型架
板件 装配型架
部装总 装配型架
结构
装配型架的基本要求
准确度和协调性要求 型架的制造和安装准确度高于装配对象，有协调要求的 部位协调误差小于装配对象的协调公差；定位夹紧面的 粗糙度小于Ra3.2。
大中型部件/段件的型架宜采用整体底座或分散式；
壁板装配件宜采用双面或单面直立整体框架式；
外形复杂、结构刚性差的整流罩、鼓包等产品宜采用 包络式型架；
……
定位部位、方式和方法的选择
定位件应有较高的位置准确度：
定位件的理论误差 定位件在骨架上的安装误差 骨架在工作载荷下的挠度 在使用过程中造成型架准确度不稳定的其他因素 要保证定位件的位置准确度，在型架设计应注意： 正确选择定位件的结构和配合精度 选择是适当的安装方法 合理选择骨架及元件的几何尺寸 充分考虑一些不能进行刚度验算的一些因素的影响，
刚度要求 长期稳定使用的要求
接头定位件的耐磨性好，重要部位要淬火或压套； 运动机构间隙小而稳定，采用耐磨材料和合理结构； 型架的焊接件、铸造件、冷轧件等要去应力处理； 型架结构的连接在采用螺栓连接时需加定位销钉； ……
装配型架的基本要求
结构应简单、开敞（人类工效学）并尽可能轻便，以 便于工人易于接近工件，易于操作；
型架的外形定位件用来确定飞机部件的气动力外形。 它一般分为3类： 卡板，内型板和包络式定位面板（或称包络面）。
平面多孔对接面的定位件——型架平板
工艺接头 为了装配时定位和夹持工艺需要而加在飞机结构较强
部位上的暂时性接头。 突出于部件气动表面，装配完成后卸下； 段件或部件装配型架中，仅对工件起支撑作用； 段件或部件装配型架中，既对工件起支撑作用，又起
接头定位件本身的定位面与产品定位面都应有较高的配合精 度，一般应高于产品的配合精度或不低于H8、h8；
定位面应淬火或压套以防止磨损；
当采用一个接头定位件定位两个距离较大的叉耳接头时，定 位件应采用双导杆结构；
移动式接头定位器应磨损可能增大配合间隙，宜采用能消除 间隙的定位器。
型架的外形定位件及夹紧件
装配型架结构的工艺性要好，构件的制造加工应简单、 方便（型材），检修方便，成本低；
产品的上架和下架要安全、方便；
尽可能是型架能方便移动，便于更改工艺布置和生产 线。
型架的零部件尽可能采用标准件，实现通用化、标准 化、系列化和模块化；
装配型架的主要结构型式
框架式 组合式 分散式 整体底座式 型架的主要组成部分
定位件
型架的主要工作元件，保证工件在装配 过程中具有准确的位置
辅助设备
包括工作踏板、工作梯、托架、工作台 起重吊挂、地面运输车、照明、压缩空气
装配型架的设计
装配型架设计的一般流程 总体结构设计 型架骨架设计 定位夹紧件设计 装配型架结构刚度 地基沉降对型架稳定性的影响 温度变化对型架稳定性的影响 改进和简化型架结构的途径
飞机装配型架的设计与安装
刘瑞同 同济大学航空航天与力学学院
装配型架的功能与分类
在飞机组件、部件装配或总装过程中，用于确定各飞机零 件、装配件之间的相互位置，以便进行连接装配的大、中 型装配夹具，称为装配型架。
功能：
保证进入型架的低刚度飞机零件、装配件能准确、迅速地 定位、夹紧，保证其有正确的几何形状和位置，并限制它 在连接装配过程中的变形，使装配后装配件的几何形状和 尺寸在规定的公差范围之内，以满足产品的制造准确度和 协调准确度要求；
例如连接应力、操作冲击应力、热膨胀、蠕变等。
一些原则：
定位点数量尽可能少且分布均匀； 结构分离面协调要求高的部位必须进行准确可靠的定位； 工艺分离面上只要装配协调要求的部位尽可能先装件定位
后装件； 选择刚性好的零件和准确度高的接头、孔或面作为定位点； 大中型壁板装配后，在下一装配工序宜采用部装定位孔定