飞机装配不协调问题的原因分析及解决方法探讨

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[摘 要]飞机装配工艺的核心技术为解决制造飞机中的不协调问题，保障制造飞机的质量，本文从飞机装配不协调问题的成因方面进行分析，提出几种合理的措施。

[关键词]飞机装配 不协调 原因 解决方法

中图分类号：V328 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0286-01

一、飞机装配不协调的原因

（一）人为误差

人为误差出现在工装设计、在产品设计、工艺文件编制以及制定工艺方案中，也出现在装配生产、工装制造以及零件制造事故中。

（二） 系统误差

系统误差实际上就是在特殊条件下，尺寸误差方向和大小依据一定规律或者不改变误差，一般包括温差变形、铆接变形等。铆接变形主要就是锪窝、钻孔的切削力和轴向力、钉杆不均匀胀粗、铆接锤击力等导致产品发生形变。上述变形中主要有改变铆接件长度，蒙皮扭曲、起皱、鼓动，改变大开口结构尺寸，交点孔不同心，接头偏扭，外形尺寸偏差等导致飞机装配中出现不协调问题。温差变形实际上是在比较大温差大的基础上，材料具备不同的热膨胀系数，促使工装、部件、组件之间出现不同变化量的尺寸，以至于出现不协调的问题。例如飞机外翼展长为10.7m，在不同温度、不同时间中对四大组合件进行经装配，型架出现不同的展长，在铆接变形、温差变形的情况下，紧邻各肋的四大组件上的系统孔错位、角材错位，从而促使总装型架后形成不同程度的展翼[1]。

（三） 偶然误差

偶然误差主要就是说在特定情况下，对变化规律误差不能进行确定。数据误差获得一定量的时候，具备统计规律的分布情况，也就是通常所说的随机变量。一般情况下包括工装制造误差、协调位移误差、零件制造误差、型和板材出厂公差以及装配误差等。上述误差出现的原因并不是单独的，大部分都是多种问题协调误差，经常交换误差性质，所以，分析不协调误差的时候，应该进行具体研究。

二、飞机装配不协调问题解决措施

（一）增加设计产品装配结构的工艺性

工艺性一般来说就是在生产结构允许情况下，应用经济、方便、合理的工艺，多数出现在设计补偿中，以便于能够简化系统协调关系。例如，外形中合理设计补偿角片；依据接头底面锉修或加垫、有间隙补偿孔与轴来处理围框式接头；利用锥度补偿、间隙补偿、螺纹补偿、刚度补偿、余量补偿等方式处理接交点接头；依据留余量对接加工、间隙配方式处理交点孔和叉耳式接头；利用设计补偿方式处理端面配合，若一对叉耳满足配合尺寸，剩余部分具备足够间隙，连接结构余特定系统和成品系统的时候，应用游动补偿、长圆孔补偿、滑动补偿等，保障具备协调性好、关系简单的连接。划分分离面的时候，应该具备完整的装配单元，简单协调装配单元的关系。对连接形式和分离面形状进行简化，部件之间、组件与部件、组件之间等防止出现插入连接的问题；装配同一组交点的时候应该位于同一台型架上。设计结构元件的时候，防止出现同心度要求、套合件的交点接头，存在协调连接关系的结构件。如果出现上述协调问题，此时应该应用工艺补偿[2]。

（三） 合理应用工艺补偿

装配飞机的过程中，及时加工或者调整零、组、部件等的尺寸，以便于能够适当抵消装配和制造零件的误差，确保能够满足精确度以及协调装配的需求。例如，余量补偿、加垫补偿、装配方法补偿、反变形补偿等。

（四） 控制装配变形

装配变形在制造飞机中包括多种因素，设计中存在大小不稳定、方向一定的现象，实际操作中在记录同一装配方法的装配变形偏差，就能够获得算术平均值。在算数平均值中获得偶然误差，随着不断增加检测次数，装配变形误差算术平均值主要就是精确的系统误差。最大程度上降低铆接工艺的影响，合理应用强迫装配的技术，具备类似于定位方向发铆接锤击方向，对铆接工艺制造设计的程序进行正确应用。为避免大面积进行铆接，不均匀钉杆镦粗会导致出现曲变形；在允许制造设计的基础上，利用中心法、圆周法、边缘法以及镦头交错排列等方式来正确选择铆接顺序，以便于能够提升施工质量，增强钉孔垂直度。实际操作中有机结合干涉，构建最合理的干涉量，铆钉杆干涉量应该对称分布，保障能够最大限度降低结构扭曲变形[3]。

（五） 应用处理决温差变形的技术。

飞机制造设计中如果出现高于6m的组、部件长，此时不能够忽略温差变形，一般情况下，在热平衡情况中会严重影响生产，此时合理应用变形梁式架结构设计部件一端，另外一侧留余量，以便于能够科学的使用精加工和协调固定等措施。

（六） 合理分配工艺容差，制定科学的协调路线

第一，协调路线中移形误差和非共环的数量取决于协调准确度，从工艺角度进行分析应该满足最短尺寸链的基本原则，以便于获得最短的协调路线，尽可能降低非公环。第二，实际操作中不重要的装配尺寸链当做封闭环，从工艺角度分析应用容易实现的调整工艺容差方式。第三，对装配协调的基本作用进行分析，依据协调准确度进行研究，对环容差组分进行分析，以便于能够合理处理不协调问题，实际上就是科学合理的处理装配误差，然后对修正工艺容差实时重新分配，方便控制系统操作，保障飞机制造能够满足准确度需求，分配过程中协调工艺容差的包括公式计算法、经验估算法。依据《飞机制造协调准确度与容差分配》，提出计算协调累积误差中的多引据程渠道，经过研究可以发现适合更加方便的概率法和极值法。第四，利用危率估算来构建协调措施，依据小概率事件不可能发生的基本原理，尽可能控制在3.0危率以下[4]。

结束语：

现阶段，国内航空制造单位、航空设计院所开始大量应用计算机数字设计与制造一体化技术，以便于能够缩短周期、降低工装数量，确保拥有良好的飞机协调性，从而可以提升企业经济效益。

参考文献：

[1] 杜娟.飞机装配不协调问题的原因分析及解决方法[J].中国高新技术企业，2011（14）：114-116.

[2] 卜泳，肖庆东，黄春等.飞机水平安定面整体复合材料结构装配关键技术研究[J].航空制造技术，2015（21）：93-95，99.

[3] 陈伟，李明慧，周拥.基于数字化装配偏差建模的飞机舱段对接定位方案研究[J].机械设计与制造，2012（1）：245-247.

[4] 王少锋，张进华，刘志刚等.大型飞机机身壁板装配位姿调整系统的运动规划[J].西安交通大学学报，2011，45（3）：102-106.