现代飞机装配工艺及展望研究

飞机先进数字化装配关键技术及发展趋势

陕西省西安市710000

摘要：随着数字化技术的飞速发展，航空制造业也在不断探索数字化装配技术的应用，以提高生产效率、降低成本、提升产品质量和满足定制化需求。数字化装配技术已经成为航空制造业数字化转型的重要组成部分。本文主要分析飞机先进数字化装配关键技术及发展趋势。

关键词：飞机数字化装配；脉动生产线；智能航空装备

引言

在航空制造业中，数字化装配技术的发展已经取得了显著成果。通过数字化装配，制造商可以实现更精准的零部件匹配、更高效的生产流程、更快速的产品交付，从而提高了生产效率和产品质量。同时，数字化装配技术也为航空制造业带来了新的发展机遇和挑战。

1、飞机先进数字化装配的意义

提高生产效率。通过数字化装配技术，飞机制造企业可以实现零部件的虚拟设计、虚拟装配和数字化仿真，从而在实际生产前进行全面测试和验证，减少试错次数、优化工艺流程，最大限度地提高生产效率。数字化装配还可以利用智能化设备和机器人，在装配过程中替代人力完成繁重、重复性工作，减轻劳动强度，提升装配精度和速度。优化产品质量。数字化装配技术能够实现对每个零部件的精确匹配和装配，降低人为误差，提高产品组装精度和一致性，确保飞机结构的稳定性、可靠性和安全性。数字化装配还可以实现装配过程的实时监控和数据记录，及时发现问题并采取纠正措施，保证产品质量符合标准要求，为用户提供更加可靠的飞行器。降低生产成本。通过数字化装配技术，飞机制造企业可以减少人力、时间和资源的浪费，提高资源利用率，降低生产制造成本。同时，数字化装配还能帮助企业优化供应链管理，提高供应链效率，降低库存成本和物流成本，达到节约整体生产成本的目的。推动智能制造发展。飞机先进数字化装配作为智能制造的重要环节，能够推动整个飞机制造产业向智能化、自动化方向迈进。借助人工智能、大数据分析等先进技术，数字化装配实现智能化决策和智能化生产管理，促进飞机制造的现代化转型，提高企业竞争力和市场占有率。

摘 要：大型飞机承担着十分重要的客运、物运等功能，因此飞机的整体性能就显得十分重要。在飞机装配阶段，尤其是对于飞机机翼来说，更应该掌握良好的装配方法。基于此，本文结合自身的理论知识和实践经验，就装配技术方面展开一定探讨，并提出了相关的注意事项，旨在能够为相关业内人士提供一定的参考。

关键词：大型机翼；飞机装配；技术

在大型飞机众多结构中，机翼具有十分重要的作用。从体型上讲，机翼本身较为巨大，因此在装配的过程中较为复杂，如果不能采取有效的方法将难以充分满足其质量要求。与一些小型飞机有所不同，在大型飞机装配实施阶段，应优先选取良好的工艺技术，现对相关技术予以详细阐述。

一、大型飞机机翼装配准备工作

在整个工艺过程中，准备阶段起到不可忽视的作用。只有做好相关的工艺准备，才能为后续各项分析提供良好的铺垫作用。在工艺准备过程中，应着重做好相关的计划，尤其是对于不同部件的装配，需要按照一定的顺序进行。在工艺分离面方面，需要结合实际情况进行合理选取，另外还应该确定工艺形式等内容。一般来说在设计阶段，相关人员已经着手分析工艺分离面，然而站在生产的角度进行考虑，还应该以此作为有效基础，将其进行十分细致的分类，这样才能不断完善平行工作面等，同时还能够降低成本。目前来说积木式较受欢迎，在试制进行的过程中，无论是机翼前后梁部位还是其壁板部位，均应该予以一次完成。批量生产进行的过程中，应力求将各道工序予以不断细化，如果需要添加单独前梁，我们只需要取出前梁卡板，然后将其安装于新工装即可，不仅节省了大量的时间，而且能够节省人工费用等。就细节方面来说，目前数控加工等相关工艺技术逐渐走向成熟，在飞机的零部件加工方面，精度也变得越来越高，所以我们应该广泛推广通过定位孔进行定位，这样工装结构就不会像之前那样复杂，而是变得更加简化。

二、飞机机翼的上下蒙皮操作

对于当今大型飞机而言，上下蒙皮往往都体形较为巨大，常含有复合材料、加强口框等，并且在造价上也不尽合理，一般会相对较为昂贵。在进行实际装配的过程中，制孔位置一定要保持正确，否则极有可能将会造成报废更换等问题。另外对紧固件方面的要求普遍较高，通常螺栓应具备相应的高抗剪特点，同时无论是孔的尺寸、角度等方面都具有十分严格的要求。在钻制方法上，不仅应该做到定位较为准确，而且应该找到较为合适的角度。另外在人为操作的过程中，需要尽量避免出现过大的偏差。以往人们经常采取手工钻制，即利用划线的方法进行钻孔，目前普遍通过钻模卡板等工具进行。一般来说无需人工移动卡板，我们就能够十分顺利的进行钻初孔的操作，然后一直延续到终孔。对于多数大型机翼来说，材料厚度普遍要较大，因此如果是通过手工的方法进行钻制，推进力应达到一定数值，如果短期内不能钻制完成，时间拖得越长的话将会造成孔径不符合规范要求，比如说内壁划伤等。因此要想利于钻孔的整体质量，需通过自动进给钻进行，最好选择复合钻头，这样就能够保证一次完成全部的操作过程。除此之外，对于钻机与钻头等工具，应注意进行提前检查，并认真做好及时的维护。

航空发动机重要装配工艺分析及研发展望

0 前言

近年来，由于我国的飞速发展，我国已经独立研究了国产的大型飞机和战斗机。航空工业的发展对人民和国家的综合实力都起着重要作用。过去，由于我国科学技术水平不足，制约了我国航空工业的发展，导致航空发动机装配效率低下，甚至出现安装错误或缺少安装的情况。发动机是飞机的动力来源。现在，我国航空工业的发展正在上升，对其各种参数和运行稳定性提出了更高的要求。因此，迫切需要解决提高航空发动机装配过程的可靠性和操作效率的问题。基于现代工艺设计技术的发展现状，结合商用航空发动机的实际生产情况，提出了基于TeamCenter＆Cortona3D集成的CAPP系统，以构建基于模型的数字装配工艺设计环境。

1 装配工艺技术的现状

在中国航空航天工业中，基于模型的定义（MBD）技术已被广泛使用。一家中国公司较早地实现了数字装配技术的应用，基于过程规划和设计基本平台（TCM）来实现过程结构化，并实现统一的过程、工厂、产品和资源管理人员，最初已经实现了零件装配，，零件装配以及整个发动机装配过程设计的数字和虚拟仿真验证，并输出了所有装配级别的过程指导文件。但是，这与理想的三位一体，3D可视化，完整的系统集成完全满足未来装配和制造要求的设计系统之间仍然存在差距。表现在以下几个方面：

（1）通过的流程设计任务通过Excel管理表单，效率低下且不直观。 （2）流程划分以及流程和流程内容设计流程没有与产品3D模型有效结合，并且还没有形成基于一致模型的装配流程设计业务流程。

（3）过程知识库和过程资源数据库的构建不合理，不利于过程知识的重用。

（4）流程设计资源，例如流程和工装设计，手动工具，设备和辅助消耗品，尚未形成有效的协同作用。

（5）在生产现场没有针对过程问题的记录和反馈机制。

（6）流程设计工具没有有效地与产品数据集成，并且以前的流程计划和设计结果无法完全重用，从而导致重复设计。

2 系统建设

飞机先进数字化装配关键技术及发展趋势

摘要：科学技术的发展，促进了我国数字化技术的发展，并在飞机中得到了广泛的应用。装配中几何尺寸、物理损伤等的高精度测量是调控飞机装配工艺、保证装配指标的基础和关键，对飞机服役性能有着重要的影响。本文就飞机进行数字化装配关键技术及发展趋势进行研究，以供参考。

关键词：飞机数字化装配；脉动生产线；智能航空装备

引言

随着计算机建模技术、产品数据管理技术和多学科协同设计技术等数字化产品研制新技术的发展，数字样机技术在航空航天以及其他工程领域的应用越来越普遍。数字样机技术的应用在飞机的设计、仿真及制造等领域取代了基于物理样机试验驱动的传统研制模式，形成了仿真驱动的数字样机设计流程，极大提高了工作效率，缩短了型号研制周期。

1飞机先进装配技术的重要性及教学现状

飞机制造属于国民经济重点领域，符合科技创新战略需求。飞机的装配质量要求高，这是因为飞机各部件的气动外形、外廓尺寸、各部件之间的相互位置等，都是在装配过程中获得并确定的。飞机装配是飞机制造过程中的主要环节，对飞机产品的性能、寿命和成本都有很大影响。在飞机制造过程中，飞机装配的工作量占比约为45%―60%。因此合理的装配方案可以极大地降低飞机制造费用并提高生产率。随着科学技术的发展，传统的手工装配方式已经转变为数字化、集成化、自动化装配模式。良好的装配方案可以让制造费用降低20%―40%同时生产率提高100%―200%，大大提高生产效率，降低生产成本，已经成为飞机制造行业的热点。随着航空产品复杂性的提高和装配方式数字化转型，航空企业对于学生的知识水平及实践能力的要求也在不断提升。建立飞机装配虚拟仿真实验是训练学生动手能力、了解先进装配工艺最有效的途径。由于飞机所涉及的零件结构复杂、刚度低、系统复杂，所以教学难以配备硬件实验条件及软件实验系统。

2传统装配方式存在的问题

（1）装配过程存在多工序并行交叉，工艺分离面模糊，导致无法适应最大限度的并行工作需求，制约了面向多任务、柔性化脉动生产线的效率提升。（2）现有装配生产线自动排产能力和生产计划调整手段无法有效适应作业顺序约束、空间约束和资源约束以及其他因素引起的生产任务波动，目前仍主要依赖计划员的经验人工调整计划，效率较低。（3）资源动态配置调度能力难以适应生产线动态变化及需求。如针对装配过程中突发的计划更改，如何实现高效合理的动态资源优化配置是数字化柔性化脉动生产线必须具备的手段。（4）生产线感知能力和人机协同能力无法适应产品高品质管控需求。传统方式由于数据采集能力和数据传递效率受限，无法实现对装配过程的实时有效监控，易导致产品状态偏离；同时自动化装备接口缺乏友好性，无法通过人机协同高效完成复杂工况下的装配任务。（5）物流系统动态规划和快速响应能力不足。如在生产线站位间和部门间缺乏权威模型和统一数据源，无法满足关键节点的动态需求。（6）在线检测与测试手段信息化水平低。传统生产中，飞机装配各阶段检测与测试以人工为主，测试数据诊断和管理依赖人工，测试过程和数据可追溯性差，工序相对独立，不利于产品全周期管控。（7）传统以模拟量和数字量混用的管控系统难以适应面向脉动生产线的自主决策和数据分析能力需求。现有基于数据分析的主动感知、预诊断、自主决策等智能化成果在实际应用中存在较大的不足。（8）总装生产线整机线缆检测等重要业务场景智能化水平低。如整机线缆检测因缺乏统一有效的故障数据自动分类和信息建模能力，检测效率和可靠性依赖检测设备自身性能，完全没有发挥数字化在线检测设备的性能和能力。