第七节__装配型架的设计

题简化为简支梁和柱的情况。对于一些复杂的型架，如一些多支点的 整体底座式型架，只能采用有限元法用计算机进行迭代计算。
比较常用的有限元软件如：NASTRAN、ANSYS、MARK等。
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7.5 型架的外形定位件及夹紧件
定位指零件占据某一位置，夹紧就是把工件夹住。 （一）型材零件的定位夹紧件
主要用来定位长桁、隔框、翼肋、梁钣金零件，
3：产品装配方案或指令性工艺规程和工艺装备协调图表 。
▪ 在该型架上进行装配的零件、装配件的供应状态和先后顺序； ▪ 在型架内定位的零件、组合件及其定位方式，所使用的工具和设备
（如铆接中所用的风钻、铆枪和手提压铆机等）；
▪ 该型架的协调关系及安装型架用的标准工艺装备，即制造和协调依据。
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4：型架设计技术条件 。 是工艺人员与型架设计人员协商后写成的。其内容包括；
卡板的工作外形根据标准样件用 环氧胶泥塑造。
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（3）卡板端头 在固定孔中压入或用快干水泥固定钢衬套。 卡板端头有普通端头、勾形卡板端头（转销式叉子）、锁圈式端头。
卡板端头衬套的固定方法 1—衬套；2—快干水泥；3—卡板；4—孔，每面三个。
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（4）卡板吊挂 卡板的吊挂开启时一般通过钢索吊起。
（5）活动卡板 不固定在型架上，固定在刚度比较大的飞机骨架上，把板件送入段、
▪ 在型架内需要完成的工作，进入装配的零件及装配件的定位基准； ▪ 型架的制造依据和安装方法； ▪ 对型架构造的原则性意见，如装配对象在型架内的放置状态、型架骨
架的结构形式，最好画出草图；
▪ 在型架内完成装配后，工件的出架方式和方向，出架用的设备； ▪ 对辅助设备的要求，如对冷气管路、照明的布置及其它特殊要求。
车间地基为基础的分散的金属骨架上。
前机身总装型架
1- 型架平板；2、5－接头定位器；3、4－架车上的卡板和接头定位器；6、7－卡 板；
8－横向调整手轮；9、10－架车；11－导轨；12－架车定位插销。
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（4）整体底座式（多支点可调支承） 整体底座式骨架是指型架的骨架中有一个整体的底座，底座用多支
部件装配时，卡板也带上，增加板件的刚度。
2：内型板 对蒙皮内表面进行定位，在蒙皮的外表面用橡皮绳压紧，当蒙皮厚
度大时，可以用金属条带压紧。 内型板与卡板相比，型架重量轻，结构要简单些。
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3：包络式定位板及夹紧件 是厚度比较大，带曲面外形的钻模定位板，板上有铆钉孔位置的钻套，
利用钻套可钻出铆钉孔；其夹紧是用工艺螺栓夹紧蒙皮与骨架零件，使之 与包络板贴合，其外形面一般也是用环氧树脂按标准样件塑造而成，用于 形状复杂，刚度较小的结构，如飞机前端的整流罩、翼尖的装配，防止铆 接时发生鼓动。
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（三）型架设计基准的选择 一般情况下，应以“飞机部件的设计基准”作为成套的装配型架和
成套的标准工艺装备的设计基准，可以避免基准转换时繁杂的计算。
机身的设计基准线
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基准的选择的原则： 1：同一部件中不同组合件、板件、段件的装配型架应选同一设计基准 轴线。 2：相邻部件的装配型架也应选同一设计基准轴线。如前、后机身。
点可调支承支撑在车间地面上，型架的其它骨架及所有的定位夹紧元件 都固定在底座上。
底座式型架 1－底座；2－角铁；3－可调支承；4－光学站；5－准直望远镜；
6－基准视线；7－基准光学站。
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这种形式的骨架主要可降低对地基的要求，地基如有变动，可调整 各支承点以保持底座的正确位置，从而保证型架准确度的稳定性。
（一）解析法
（1）横梁刚度计算
型架骨架变形图
横梁上载荷：
▪ 梁自重。 ▪ 工件重量。 ▪ 人的重量。 ▪ 卡板重量。 ▪ 接头定位件重量。 ▪ 连接卡板的叉子重量。
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根据梁上载荷P、弹性模量E、惯性矩J等计算变形量（挠度）f，计 算出的挠度值应不超过允许的变。 ▪ 中等精度要求的型架， f不应超过0.2毫米。 ▪ 精度要求较低的型架， f不应超过0.3毫米。
整体式底座原来是焊接结构，近来波音公司采用铸造的标准块体，若 型架比较大时，其底座可由几块这样的标准块体直接拼接而成。
型架底座的发展
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7.4 型架骨架刚度计算
影响型架定位准确度的主要因素之一是型架刚度，为了保证型架具 有足够的刚度，又不过于笨重，需要对型架进行刚度计算或估算。
以组合式型架骨架为例，其方法包括两种：
定位夹紧件。
4：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
及照明、压缩空气管路等。
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装配型架的结构
1、2、3－铆接装配工具；4－围框接头的定位件（型架平板）；5－外形定位件（卡 板）；6－梁；7－立柱；8－照明装置；9－工作梯；10－工作台及托台
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（二）型架的功用
1：保证产品的准确度及互换性。 保证进入装配的零件、组合件、板件或段件在装配时定位准确，保持
（a）长卡板的固定； （b）短卡板的固定； 1—杯座；2—叉子；3—悬挂轴；4—卡板；
5—打开端。
对于短卡板，一般取L2=(1～1.5)L1。
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（1）卡板的工作外形及夹紧方式
卡板的工作表面可以是飞机的蒙皮外形，也可以是骨架外形（蒙皮 内形）。
在一些以骨架为基准的装配型架上，有时要求卡板既能定位骨架外 形，又能在装配蒙皮时起夹紧蒙皮的作用，从而又要求卡板带蒙皮外形。 为兼顾这两方面，卡板的工作表面加工成蒙皮外形，而在卡板表面上分 布一些局部的活动垫板。垫板的工作面就是骨架零件的外形。
可分为三类：
▪ 卡板。定位某些切面外形。 ▪ 内型板。定位某些切面内形。 ▪ 包络式定位面板（或称包络板）。定位整个空间曲面外形。
（a）型架卡板；（b） 型架内形板；（c） 型架外卡板和内卡板；（d） 托板。 1－卡板；2－内型板；3－内卡板；4－外卡板；5－托板。
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1：卡板 卡板由卡板本体和卡板端头组成。
▪ 对于板件，一般都采用立放。 ▪ 机身类的段、部件的放置状态大多与飞机的飞行状态一致。 ▪ 对于翼面类部件，习惯于垂直放置即前缘向下 ，装配工作可以从两
面接近。
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（五）定位件形式及布置方式 主要根据工件刚度确定。
▪ 当刚度特别小时，采用面定位，如包络式定位。 ▪ 当刚度较小时，采用线定位，如等距卡板线定位。 ▪ 当刚度比较大时，采用点定位， 如隔框、装配到一定程度的部件。
它是型架的基体，用以固定和支撑定位件、夹紧件等其它元件，保 持各元件的空间位置的准确度及其稳定性。骨架应具有足够的刚度。 2：定位件。
它是型架的主要工作元件，用以保证工件在装配过程中具有准确的 位置。定位件应准确可靠、使用方便，不致损伤工件表面。
3：夹紧件。 将工件固定在定位件上，夹紧件一般是与定位件配合使用，称为
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（三）接头定位件、型架平板及工艺接头定位件
其正确形状和一定的工艺刚度，以便进行连接，在装配过程中限制其连接 变形，使连接装配后的产品符合图纸及技术条件的要求，即满足产品准确 度及互换协调的要求。采用“过定位”的方法，同时对工件进行“校形”。
2：改善劳动条件，提高生产率。 通过装配型架将工件按放在适当的工作位置，操作方便，提高工作效
率。
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（三）对装配型架的一般要求
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定位垫板 1—卡板；2—垫板不用时的放置槽； 3—蒙皮外形线；4—骨架外形线；5—
靠板；6—垫板
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卡板与蒙皮的夹紧方式包括：
▪ 使用内卡板； ▪ 通过卡板侧面角片与蒙皮内桁条螺栓连接（螺栓从铆钉孔中穿过）。 ▪ 用临时装上的螺旋式夹紧件（顶杆）顶住夹紧。
（2）卡板的本体结构
卡板本体一般用铸铝，重量轻， 又有一定刚度，又与被定位的工件材 料相同。
这种骨架是由槽钢或钢管焊成的框架。 多用于隔框、翼肋、大梁等平面形状的组合 件、板件以及小型立体组合件、段件（如翼 尖、舱门、小尺寸的尾翼）。
转动的框架式型架
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四点支撑的框架式型架
三点支撑的框架式型架 1、2、3—主支撑；4、5—辅助支撑
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机翼总装配型架 1－标准样件；2－前缘标高板；3－转接标高梁；4－卡板；
七、装配型架的设计
7.1 装配型架的功用及技术要求
用途分
型架
装配型架 对合型架 精加工型架 检验型架
连接方法分 按工序分
铆接装配型架 胶接装配型架 焊接装配型架
组合件装配型架 板件装配型架 部件装配型架
一般尺寸较大的称为型架，尺寸较小的称为夹具。
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（一）装配型架的构造
装配型架一般由以下几部分组成 ： 1：骨架。
若计算结果大于允许变形量，可采用加大梁截面尺寸的方法。
（2）立柱截面尺寸校核
载荷P
在垂直载荷的作用下，会产生垂直位移 f垂直。
f水平 在偏心载荷的作用下，会产生水平位移 f水平。
f垂直
两者都不能超过允许值，若超过的话，可采用
加立柱截面尺寸的方法。
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（二）有限元法计算刚度 用解析法计算只是型架刚度计算中较为简单的情况，它可以把问
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（2）：纵向出架
1—工件； 2—吊挂； 3—导轨； 4—上梁； 5—卡板； 6—立柱； 7—下梁。
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（3）：侧向出架
（a）在型架上安装专用吊挂； （b）用架车从侧面取出型架。 1—专用吊车；2—产品运输架车。
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7.3 型架骨架的构造
骨架的结构形式大体可分为框架 式、组合式、分散式和整体式四类。 （1）框架式
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3：型架设计基准的选择，还应力求简化尺寸的计算，以便制造及检验。
4：型架设计基准的选择，要与安装方法相适应。例如，用型架装配机 安装型架时，要求有三根相互垂直的坐标轴线作为基准。
（四）装配件在型架中的放置状态
▪ 对一般尺寸的梁、隔框、翼肋等平面型组合件，可在非转动式夹具内