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。

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飞机制造中的工艺装备

作者：刘登伟

来源：《大飞机》2016年第05期

早期飞机由于结构简单，飞行高度低、速度慢，对工艺装备的需求不仅数量少，而且精度要求低。随着飞机设计水平和市场对产品质量要求的不断提高，尤其是进入喷气时代以来，工艺装备在飞机装配中的重要作用日益显现。

日益精细化

飞机装配中的工艺装备简称工装，是指为满足飞机设计要求或工艺要求所需要的各种刃具、夹具、量具、模具、型架等的总称。本文侧重介绍的型架是飞机装配所独有的工艺装备。

由于飞机产品的结构、工作环境和标准不同于一般机械产品，所以除了传统的制造手段外，还需针对不同机型的零件、组件和部件，制造专用的工艺装备。这些专用工艺装备用于对工件进行加工成形、装配安装、测量检查、检测调试，以及在工艺装备之间进行协调移动。它对保证飞机零、组件的质量，提高劳动生产率和确保飞机制造符合设计和适航要求，有着十分重要的意义。

工艺装备是随着飞机制造和装配技术一起发展的。起初，飞机的结构很简单，这时候很多装配工作都是靠手工完成的，对工艺装备的要求不仅数量少，而且精度低。随着飞机的飞行速度和高度的逐渐提高，飞机设计师们开始追求飞机的气动性能和制造精度，完全靠手工去完成飞机所有的装配工作已经不可能，这个时候工艺装备就发挥了重要作用。

现代民用飞机由于部段尺寸大、精度要求高等特性，在装配过程中要达到设计要求，就必须采用特殊的工艺装备。如大型民用飞机各部段的蒙皮对接，间隙误差都是在毫米之内，这就需要借助工艺装备来确保对接精度。从某种程度上说，工艺装备也从一个侧面反映出制造商的能力和水平。

柔性化发展

随着飞机系列化发展，飞机通用性的重要作用逐渐显现出来。空客A320系列就是一个典型的例子，其零件通用性超过80%。简单地说，就是要求一个工艺装备能满足多种零件或者至少是同类多个零件的装配需求。

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