关于飞机工装设计制造技术之研究

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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。

数据驱动的飞机智能化装配工艺设计技术

摘要：现阶段，我国社会发展迅速，科技不断进步。随着现代飞行器的制造工艺趋向于集成，急需构建一套完备的数据协同传递模型，以缩短发布周期，降低制造成本。在飞机制造业中，产品的设计意向需要传达到整个生产流程中，而由设计所签发的飞机产品的设计模式只包括工艺参数的一小部分，并未与工艺特征及3D建模建立联系，这对工艺过程中工艺资讯的传达与发布都是不利的，因此，要结合实际的技术条件、实际生产能力、工艺技术要求及个人的设计实践，对其进行工艺加工和重新设计。

关键词：数据驱动；飞机智能化；装配工艺；设计技术

引言

飞机产品在制造过程中，其零部件的种类和数量非常多，整机结构复杂，装配耗时且成本高。同时，构成飞机主体结构的零部件多为钣金件，尺寸较大、质量轻，在装配的过程中容易发生变形。因此，为保证飞机的装配质量，必须确保待装配零部件的结构外形与安装位置准确，这就需要在装配过程中大量使用专用的装配工艺装备。装配工艺装备是指飞机产品在由组件、部件装配到总装配的过程中，用以控制其几何参数所用的具有定位功能的专用装备，即产品制造过程中所需的刀具、夹具、模具、量具等工具的总称，在飞机、汽车、轨道机车等制造领域中被广泛应用。数字孪生技术作为智能制造的核心技术之一，能够根据实际运行状态和环境变化的数据对物体实际运行情况进行仿真预测，加强物理实体与信息数据之间的全面交互与深度融合。型架作为保障飞机装配质量的重要工艺装备，其装配工作的重要性不言而喻。

1航空产品设计发展趋势分析 航空领域相关产品设计工作普遍存在零部件数量多、标准化程度低以及组装结构复杂等问题。同时航空复杂产品的整体生产制造方面，对应加工工艺存在较大技术难度、生产制造工艺类型多样、生产制造流程长等特征，同时航空复杂产品的各种零件组装配套关系十分复杂，普遍以机电一体化为主。随着中国航空市场领域发展需求持续扩大以及市场竞争趋势不断加剧，各种航空复杂产品在制造生产中不断提升产品研发质量和缩减研发周期基础上，更加倾向于产品设计、装配技术工艺和制造生产等环节的全面协同发展。在物联网技术、AR技术、数字孪生技术、MBD技术、人工智能技术、大数据技术等信息技术持续创新发展背景下，促进相关技术应用范围的持续扩展，为此需要将各种先进技术手段合理应用到航空产品的综合设计研制当中，充分满足航空领域产品制造生产和设计等方面的独特需求，借助先进技术支持航空复杂产品创新研发能力持续发展和提升，合理应对市场挑战，积极迎合市场发展要求。为此需要积极参考和借鉴国内外各个代表航空复杂产品生产企业的建设经验和成功案例，在航空产品研制中合理应用各种先进技术，结合国内航空复杂产品生产需求研究适合的数字化装配技术工艺，注重提升国内航空领域的复杂产品研发能力。

飞行器设计和制造中的工业设计思想研究

第一章 绪论

随着科技的飞速发展，飞行器作为人类探索空中的交通工具也在不断的改进和发展。在现代社会，飞行器的设计和制造是一个高度专业化的行业，涉及到多个领域的知识。而在这些领域中，工业设计思想是一个极其重要的环节。本文将围绕着工业设计思想在飞行器的设计和制造中的应用展开研究，以期为相关领域的研究者提供帮助。

第二章 工业设计与飞行器设计

2.1 工业设计概述

工业设计是将科技、文化、生态等多种因素整合在一起，通过一系列设计来使产品在视觉艺术、人机工程学、市场定位、材料使用和生态环保等方面达到最佳的平衡效果。它是一种以用户为导向的设计，旨在创造更符合人类生活和使用习惯的产品和环境。

2.2 工业设计在飞行器设计中的作用

在飞行器设计领域，工业设计思想的直接作用是使得飞行器更加符合人的使用习惯和便捷性，让使用者更加舒适和安全地进行飞行。同时，它也能够在市场营销方面起到重要的作用。在飞行器领域中，市场定位和市场需求是制造商所必须要考虑的因素。工业设计思想能够让制造商对于市场需求和市场定位有更加深刻的了解，进而更加准确地把握市场。

第三章 工业设计在制造中的应用

3.1 工业设计的观感设计

在飞行器的设计和制造中，观感设计是一个非常重要的环节。观感设计能够使得飞行器在视觉上更加美观和现代感，这不仅仅是为了满足人类的审美需求，更是在市场定位中起到快速吸引消费者的作用。

3.2 工业设计的人性化设计

在现代社会，人性化已经成为一个不可或缺的课题。在飞行器设计和制造上，这一点显得尤为重要。设计人员需要考虑到人的使用习惯、人的心理需求，而这对于飞行器的舒适性、安全性、便捷性等方面的表现起到至关重要的作用。

3.3 工业设计的市场定位

在工业设计中，市场定位是一个重要的环节。市场定位是为了让生产商和消费者之间更好地体现价值，以期在市场上获得更大的市场份额和更好的利润回报。在飞行器的设计和制造中，市场定位是必不可少的，它的考虑因素包括飞行器的使用人群、飞行器的功能性需求、功能使用场景等。

飞机数字化装配技术分析

摘要：为实现智能化飞机装配，行业技术人员应在飞机装配技术发展进程中融入先进数字化技术，以满足时代发展需求，保障飞机装配质量和效率。本文先分析飞机数字化装配技术体系包括的技术内容，进而探究飞机数字化装配技术的具体应用。相关行业人员应注重应用数字化装配技术，以强化我国飞机制造水平。

关键词：飞机；数字化；装配技术

引言：我国技术水平的提升，为各行各业带来发展机遇。航空制造业应注重创新生产技术，以实现产业突破。在产品制造阶段，为在最大程度上保证零件质量，业内技术人员应在生产链运作中引用数字化技术，加大对产品装配环节的重视。飞机作为关键交通工具，一旦发生安全事故，将会造成巨大损失。所以，如何通过技术创新促使飞机装配水平提升，是当前航空制造业需要重点探究的课题。

1数字化装配技术体系

1.1数字化装配工艺

在科学技术高速发展的时代背景下，飞机数字化装配技术已在诸多工业领域广泛应用。通过数字化装配技术体系的合理应用，可借助三维实体模型的集成对产品定义信息进行完整表达，并以实体模型作为制造依据，在实际装配工作中投入使用，以提高装配科学性。数字化装配工艺设计在数字化装配技术体系中属于基本内容，其可归类于基于模型的MBD定位技术，这一技术在数字化定义规范的前提下，通过三维建模的方式定义产品，最终可完成三维工装模型和三维数字样机的打造[1]。

1.2装配定位、制孔、连接技术

在数字化装配技术体系中，还包括装配定位技术、制孔技术和连接技术。其中，装配定位技术在实际应用中可分为零件装配基准孔面和工装定位两方面，但在运用飞机数字化装配技术进行飞机装配时，为保证飞机定位的精准性，往往会应用段件、板件、组合件及许多其他的装配零件。基于飞机数字化装配技术的柔性工装，可使传统装配工作中存储占地面积大、刚性工装刚性专用限制、结构开敞性差以及设计制造周期长等问题得到妥善处理，从而充分发挥其数字化、柔性化、模块化的应用优势。