飞机装配不协调问题的原因分析及解决方法

经验交流　一一，ｘｐｅｒｉｅｎｃ＃Ｅｘｃｈａｎｇｅ　

飞机装配不协调问题的原因分析及解决方法　

杜　娟　（中航工业陕西飞机工业（集团）有限公司，陕西汉中７２３２１３）　

摘要：解决飞机制造中的不协调问题，是飞机装ｆｉｇｓ＿艺的中心技术之一，是保证飞机制造质量的前提。文章　从工艺角度分析了不协调问题产生的三个主要原因，指出了解决不协调问题的思路与程序，总结了解决不协　调问题的六个基本方法。　关键词：飞机装配不协调；数字一体化技术；装配变形控制；飞机制造质量　中图分类号：ｖ２６２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９－２３７４（２０１１）２１－０１１４－０３　

解决飞机制造中的不协调问题，是飞机装配工艺的　中心技术之一，是保证飞机制造质量的前提。本文从　工艺角度讨论不协调问题产生的原因及解决方法。　一、不协调的表现形式　在飞机装配中，通常讲的不协调是零、组、部件与　装配工装之间；装配工装相互之间，彼此发生装配关　系的部位出现矛盾，无法按产品图纸进行装配，满足　不了飞机制造准确度的要求。　不协调问题一般在以下三种情况下发生：在零件　装配时出现不协调；组、部件装配、对接时出现不协　调；在系统附件安装时出现与结构件之间不协调。　按不协调的工艺性质可以归纳为三类：　１．装配件与工装的定位基准不协调。一般为孔、　外形、定位面及位置（各类轴线、轴线面等）的不　协调。　２．装配件与装配件之间的不协调。表现在零、组　件装配时出现外形偏差；相互连接处、配合面产生间　隙或发生顶碰；组、部件相互间内部构件相对位置发　生偏差；零件与结构的连接孔、组合件与分部件、部　件之间的对接孔、成品、系统特设附件等与结构连接　孔不协调；对接部位的对接面和外形的不协调等。　３．工装之间的不协调。主要反映在：零件制造工　装之间的不协调；零件制造工装与装配工装之间不协　调；装配工装之间的不协调。　二、发生不协调的原因分析　１．人为误差（过失）造成不协调。如：在产品　设计、工装设计、工艺方案制定、工艺文件编制上的　失误；在零件制造、工装制造和装配生产中的责任事　故等。　２．系统误差的影响造成不协调。即在一定的条件　ｌｌ４　ｏ中固高静泼扣　啦２０１　１　ｏ７　下（如：温度、重力、外力等），尺寸误差的大小和　方向不变或按一定规律变化的误差。常见的有铆接变　形、温差变形等。　铆接变形就是由于钻孔、锪窝的轴向力和切削力、　铆接时的锤击力、钉杆的不均匀胀粗等使产品变形。此　类变形有铆接件长度改变：大开口结构的尺寸变化：蒙　皮（多为薄蒙皮）鼓动、起皱、扭曲；外形尺寸偏差；　接头偏扭以及交点孔不同心等，造成不协调。　温差变形就是在温差大的情况下，由于材料的热膨　胀系数不同，引起组、部件和工装等的尺寸变化量不　同，造成不协调。　如某飞机中外翼展长ｌ０．７米，其四大组合件　（上、下壁板，前、后梁）经各自型架在不同时间、　不同温度下装配后，由于型架在不同时间、不同温度　下装配后，型架的展长各异，在温差变形、铆接变形　的影响下，造成四大组合件上与各肋相连的角材、型　材错位；系统孔错位；导致上总装型架后各展长不一　（约差３ｍｍ）。　３．偶然误差积累引起不协调。偶然误差是指在一　定的条件下，没有确定变化规律的误差。但在得到一　定数量的这类误差数据时，它的分布具有统计规律。　概率论中称此类误差为随机变量。主要有协调环节移　形产生的误差；型、板材的出厂公差；零件制造误　差；工装制造误差；装配工艺过程产生的误差等。　引起装配不协调的这些因素，并不是孤立存在的，　经常是并存于同一个不协调问题之中，其误差性质也　会相互交换。因此，对不协调原因的查找，要具体问　题具体分析。　

三、解决不协调问题的程序　工艺人员处理装配现场出现的不协调问题，其思路　和途径可遵循如下所示的工艺程序。　１．查找装配结构件不协调原因的工艺程序：装配　结构件一交接状态一图纸或装配型架一制造依据一协　调路线　２．查找零件装配不协调原因的工艺程序：零件一　图纸一零件交接状态一装配工装或零件工装一制造依　据一模线一协调路线　四、解决不协调问题的基本方法　１．正确选择工装的定位基准。　２．提高产品设计的装配结构工艺性。工艺性就　是指结构允许在生产过程中采取合理的、简捷的和经　济的工艺方法的那些性质。它尤其体现在设计补偿的　应用上，以使协调关系简化、易于实现。如：在外形　上设计有补偿角片；对接交点接头，采用间隙补偿、　球面补偿、锥度补偿、螺纹补偿、余量补偿、刚度补　偿等；对围框式接头，孔与轴的配合有间隙补偿、接　头底面允许加垫或锉修；对叉耳式接头，交点孔采用　间隙配合，或留余量对接加工；端面的配合有设计　补偿，若一对叉耳为配合尺寸时，其它各种叉耳有足　够的间隙。成品、特设系统附件与结构连接，采用游　动、滑动补偿、长圆孔补偿、偏心补偿等，使连接关　系简单，协调性好。其次，对分离面的划分，要保持　装配单元完整，并使装配单元之间的协调关系简单。　尽可能地简化分离面的形状和连接形式；组件之间、　组件与部件、部件之间避免套合插入连接；同一组交　点能在同一台型架上进行装配等。再次，在结构元件　的设计上，要尽量避免套合件、兼有同心（同轴）度　要求和外形要求的交点接头、几面都有协调连接关系　的盒形结构件。若必须存在，则要提供工艺补偿（锉　修、加垫等）。　３．尽可能地采取工艺补偿。即装配时可以对零、　组、部件的有关尺寸进行调整或加工，以部分地抵消　零件制造和装配的误差，达到协调装配和准确度的要　求。如：加垫补偿、余量补偿、反变形补偿、装配方　法补偿、精加工等等。　４．控制装配变形。装配变形的原因是多因素的。　但其方向一定，大小不稳定。只要将同一装配方法造　成装配变形偏差的实测值记录下来，求出其算术平均　值。装配变形的偶然误差必然就在算术平均值上下限　波动。随着检测次数的增多，该算术平均值就是装配　变形误差中精确的系统误差。　控制装配变形的方法主要有：　（１）飞机多为半硬壳式结构，刚性较差，也是导　致装配变形的主要原因。装配各工艺环节必须充分考　虑这一刚性因素。　首先，装配单元（组件、分部件）应完整并有足够　的刚性，以保证其尺寸和形状的稳定性和准确度。像　大飞机壁板类刚性差的组合件，为防止在吊运，停放　等工艺过程中产生变形，要采取工艺撑杆、托架等工　艺措施。　其次，装配单元与装配工装（型架）之间的刚性　关系；装配型架除具有定位功能外，还有保持装配件　在装配过程中有一定的工艺刚度，起到限制装配变形　的作用。经型架装配，辅以正确的工艺方法，还能起　到纠偏的效果。所以，型架的刚性是保证装配装配协　调准确度的重要因素。原则上，工装的刚性应强于装　配单元的刚性。若装配单元的刚性很强，应选择其主　要的、要求协调准确度高的部位做局部定位。因为产　品本身不会变形，已决定了其尺寸形状的准确度。同　时，在定位件的设计上要避免“硬碰硬”的结构。　飞机装配中，人在型架定位构件上操作；锤铆力向　型架定位基准部位的传递；悬臂式和螺纹结构的交点　定位器；型架基础构件刚度不足；定位基准件的重叠　设置、定位件同时起到基准定位和支撑、加紧作用等　等，都是不合理的。　同时，型架要保证装配施工通路，在未形成连接强　度和结构刚度的情况下，不能打开定位元件。要在满　足装配准确度的前提下，安排架下补铆工序，并在架　上施行工艺连接。　（２）尽量减小铆接工艺方法的影响：正确地使用　“强迫装配”工艺方法；铆接中锤击方向应基本上保持　与定位基准的夹紧方向一致；正确地制定铆接工艺程　序。如：为防止大面积铆接时，因钉杆不均匀镦粗引起　的翘曲变形；设计许可条件下，采用镦头交错排列，以　及“中心法”、“边缘法”、“圆周法”铆接顺序的正　确选用；确保施工质量，提高钉孔的垂直度；干涉配合　铆接中，制定最佳干涉量，工中要注意对称地分布铆钉　杆的干涉量，以减少结构的扭曲变形。　５．采取解决温差变形的措施。这个问题对大飞机　和组、部件长度大于６米时，是不容忽视的。一般讲　建立热平衡条件对生产的制约太大，可采用“变形梁　式”的型架结构或取组、部件一端为基准，另一端留　余量，最后协调固定和精加工等工艺补偿措施。　６．合理分配工艺容差，正确制定协调路线。通过　不断核算修复不协调路线来最终确定较为完善的工艺　路线。　（１）协调准确度决定于协调路线中非共环的数量　和这些环节的移形误差。工艺上因遵循“最短尺寸链　原则”，使得协调路线力求短，非公环尽量少。　（２）将装配尺寸链中最不重要的尺寸作为封　闭环，并选择工艺上易于实现的环节进行工艺容差　调整。　（３）分析各组成环在装配协调中的作用，按协调　

２０１１　０７　ｏ中阂高新技术企业ｌ１５　浅谈高速公路改扩建工程中的测量工作　田长青　朱祖岭　（１．中交第二公路工程局上海远通路桥有限公司，上海２００１０４；２．中交第５－＆路工程局有限公司　第五分公司，北京１００１０７）　

摘要ｉ高速公路改扩建工程的测量工作不同于新建工程，存在很多需要探索和进一步研究的问题，文章通过　呼包高速公路扩建工程中的一些实例，对扩建工程中的一些测量技术问题的处理提出了具体的建议。　关键词：高速公路；改扩建；公路测量；桥梁立柱坐标的推算；高程的推算　中图分类号：Ｕ４１８　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—２３７４（２０１１）２１—０１１６—０３　

随着经济的快速发展，现有高速公路上的交通量日　益增长，很多高速公路在建成不久服务水平就明显下　降。提高经济发达地区主干线高速公路服务水平是促　进沿线经济发展的迫切需要，大交通量高速公路扩建　问题逐渐突出。　京藏高速公路呼和浩特至包头段高速公路（以下　简称：呼包高速）于ｌ９９７年建成通车，主线采用双　向四车道，路基宽２６ｍ。作为中国东西交通的主要运　输干线　本段自建成通车以来，交通量以较快速度增　准确度要求，分配各组成环容差。解决不协调问题，　就是求解装配环节误差尺寸链过程，然后合理地分　配、修正工艺容差，并进行控制，以达到协调准确度　要求。协调环节工艺容差的分配有两种方法：经验估　算法和公式计算法。协调累积误差的计算多引据程宝　渠教授著的《飞机制造协调准确度与容差分配》一书　中的公式。而采用极值法或概率法在生产现场更为简　便适用。　（４）制订协调措施前后都要进行危率估算。按照　小概率事件不可能发生的原理，应将危率控制在０．３％　以下。　五、数字“一体化”技术是提高飞机制造协　调准确度的根本途径　７０年代起，国外航空工业大力发展和应用计算机辅　助设计／制造技术，初步形成飞机设计、制造一体化系　统。计算机辅助设计／制造技术逐步发展成了数字化设　计制造技术，即利用计算机软、硬件及其网络环境，实　现产品全过程设计、制造、管理的一种技术；它不同于　一般的单项先进技术，它是在网络和计算机辅助下通过　１　１６　Ｏ中固高新技术企业２０１　１．０７　加。为了满足日益增长的交通需求，适应社会经济的　发展，发挥通道资源优势，对呼包高速的加宽已是形　式之所趋。呼包高速公路扩建工程采用平原区双向八　车道高速公路标准设计，路基宽度４２ｍ，计算行车速度　１２０ｋｍ／ｈ。扩建工程的测量工作不同于新建工程，存在　很多需要探索和进一步研究的问题，本文通过呼包高　速公路扩建工程中的一些实例，对扩建工程中的一些　测量技术问题的处理提出了具体的看法和建议，供同　行参考借鉴。