飛機裝配課程設計說明書.doc

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存檔編號： 西 安 航 空 學 院 課 程 設 計 說 明 書 設計題目： 殲六飛機機翼副翼裝配課程設計 系別：飛行器學院 專業(yè)：飛行器制造工程 班級：飛行器制造1602 姓名：趙士超 2015年 12 月 25 日 目錄 第1章引言 4 第2章裝配體的分析 5 2.1.設計任務概述 5 2.2.裝配構件分析 5 第3章零件建模 6 3.1.蒙皮的建模 6 3.2. U型槽的建模 6 3.3.加強肋的建模 7 3.4. 三個肋板的建模 8 3.5.角片的建模 10 3.6.鉚釘?shù)慕?11 第4章裝配工藝規(guī)程設計 12 4.1.工藝分析 12 4.1.1工藝分離面的選擇 12 4.1.2.某機型副翼結構分析 12 4.1.3 .主要內(nèi)容 13 4.2協(xié)調(diào)路線 14 4.3.工藝流程設計 15 第5章飛機部件裝配驗證 16 5.1.飛機部件裝配 16 5.1.1.U型槽與蒙皮的裝配 16 5.1.2.加強肋與蒙皮的裝配 16 5.1.3.肋板與蒙皮的裝配 17 5.1.4.角片的裝配 17 5.1.5.鉚釘?shù)难b配 18 5.2裝配動畫設計 18 5.3結論 19 總結 20 附錄 21 第1章引言 現(xiàn)代飛機的制造過程包括許多階段，其中之一就是裝配，在此階段組裝隔板、壁板、部件、飛機各鍛件，以及相互對接、調(diào)整與檢查。其裝配過程的設計與精度極大地影響了飛機制造周期與產(chǎn)品品質。現(xiàn)代飛機的零件連接方法以鉚釘連接為主，在重要接頭處還應用螺栓連接。這種連接方法簡便可靠，但是鉆孔、鉚接多是手工操作，工作量很大。應用自動壓鉚機可以提高鉚接生產(chǎn)率，改進鉚接質量，同時也可改善裝配工人的勞動條件。為了增加使用成組壓鉚的比例，要在構造上將飛機各部件分解成許多壁板件。 飛機部件裝配和總裝工作，手工勞動是主要工作方式。加之飛機制造中要使用大量的成形模胎、模具、裝配型架和供協(xié)調(diào)用的標準工藝裝備（樣板、標準樣件等），使得生產(chǎn)準備工作十分繁重，飛機生產(chǎn)的周期比較長。應用計算機輔助設計和制造技術可以提高飛機生產(chǎn)的自動化程度，大量壓縮生產(chǎn)準備工作量和縮短飛機生產(chǎn)的周期。 飛機的裝配是按構造特點分段進行的，首先將零件在型架中裝配成翼梁、框、肋和壁板等構件，再將構件組合成部段件（如機翼中段、前緣，機身前段、中段和尾段等）。最后完成一架飛機的對接。裝配中各部件外形靠型架保證，對接好的全機各部件相對位置，特別是影響飛機氣動特性的參數(shù)（如機翼安裝角、后掠角、上反角等）和飛機的對稱性，要通過水平測量來檢測。在各部件上都有一些打上標記的特征點，在整架飛機對接好后，用水平儀測出它們的相對位置，經(jīng)過換算即可得到實際參數(shù)值?？傃b工作還包括發(fā)動機、起落架的安裝調(diào)整，各系統(tǒng)電纜、導管的敷設，天線和附件的安裝，各系統(tǒng)的功能試驗等?？傃b完成后，飛機即可推出外場試飛。通過試飛調(diào)整，當飛機各項技術性能指標達到設計要求時即可交付使用。 第2章裝配體的分析 2.1.設計任務概述 本次裝配工藝課程設計的任務是對飛機的任意部位進行測繪，并在UG上進行三維建模和做出裝配動畫，我們所測繪是某機型的副翼，如下圖所示： 圖2.1 某機型的機翼中部 現(xiàn)代飛機的制造過程包括許多階段，其中之一既是裝配，在此階段組裝隔板、壁板、部件、飛機各鍛件，以及相互對接、調(diào)整與檢查。 2.2.裝配構件分析 從圖片2.1上可以直觀的看出副翼的構件，包括U型槽，肋板三個，加強肋，角片，鉚釘若干個。 由于從照片2.1中無法看出每個零件的具體尺寸，所以我們應用直尺、量角器、千分尺等測量工具對機翼中部所有尺寸進行精確的測量與記錄，然后根據(jù)各零件之間的裝配關系一一確定最終我們所需要的最終尺寸。 第3章零件建模 目前三維建模軟件較多，如CATIA、UG、ProE等。都可以完成本次的課程設計，而我們這次的課程設計選擇的是在UG平臺上進行的三維建模、裝配與動畫的制作。本次的三維建模，考慮到是以蒙皮為基準由外向內(nèi)的建模并完成裝配。鑒于此，應首先進行蒙皮的建模。 3.1.蒙皮的建模 我們可以通過草圖與輪廓彎邊命令對蒙皮進行建模，其過程與結果如圖3.1所示。 圖3.1 3.2.U型槽的建模 U型槽的建模主要包括U型槽兩端的折彎與4個鉚釘孔的的定位與打孔。 U型槽的建模方法有很多，我們是在UG中的NX鈑金模塊下通過建立草圖通過輪廓彎邊命令建立出實體的，如圖3.2、圖3.3所示。 圖3.2圖3.3 4個鉚釘孔的定位與打孔的建模方法很多，我們使用的是通過在U型槽的側面建立參考線從而確定孔的圓心位置，然后通過拉伸命令將4個鉚釘孔打出，過程及結果分別如圖3.4、圖3.5、圖3.6. 圖3.4圖3.5 圖3.6 3.3.加強肋的建模 加強肋的橫截面都是L形的，我們可以通過草圖與輪廓彎邊命令對桁條并拉伸求差進行建模，其過程與結果如圖3.7、圖3.8、圖3.9、圖3.10所示。 圖3.7圖3.8 圖3.9圖3.10 3.4. 三個肋板的建模 從圖片2.1上可以看到，與蒙皮接觸最多的是三個肋板，在完成加強肋的建模后可以對三個肋板進行建模。三個肋板的建模方式幾乎相同，因此我只介紹中間翼肋的建模過程，另外兩個肋板的建模過程不再贅述。 肋板的建模分周邊的折彎，加強肋槽的沖壓，鉚釘孔的建模。 翼肋的建模與周邊的折彎通過突出塊與彎邊等指令初步做出翼肋的大概外形，具體過程如圖3.11、圖3.12、圖3.13、圖3.14所示。 圖3.11圖3.12 圖3.13 圖3.14 加強肋槽的沖壓是由畫草圖，通過兩次次實體沖壓命令進行建模出來，具體過程如圖3.15、圖3.16所示。 圖3.15 圖3.16 肋板鉚釘孔的建模是通過草圖與拉伸命令建模的，其過程與最后的中間翼肋模型如圖3.17、圖3.18、圖3.19所示。 圖3.17 圖3.18 圖3.19 3.5.角片的建模 通過草圖與輪廓彎邊、拔模、倒角等命令進行角片的建模，其過程與結果如圖3.20、圖3.21、圖3.22、圖3.23、圖3.24、圖3.25、圖3.26所示。 圖3.20圖3.21 圖3.22圖3.23 圖3.24圖3.25 圖3.26 3.6.鉚釘?shù)慕? 鉚釘是一個旋轉體，我們可以通過草圖與旋轉命令將鉚釘建模出來，其過程與結果如圖3.27、圖3.28、圖3.29所示。 圖3.27圖3.28 圖3.29 第4章裝配工藝規(guī)程設計 4.1.工藝分析 4.1.1工藝分離面的選擇 飛機結構上劃分為許多部件和可卸件后，在部件與部件間，部件與可卸件間在結構上構成了分離面，因為這種分離面是為結構和使用需要而取的，故稱為設計或使用分離面。這種分離面一般采用可卸連接，以便在使用和維護過程中迅速拆卸和重新安裝。為了生產(chǎn)的需要，需將飛機結構進一步劃分，即將部件進一步劃分為鍛件，鍛件進一步劃分成板件，組合件等各種裝配單元，這種為滿足生產(chǎn)需要而劃分的分離面稱為工藝分離面，工藝分離面一般采用不可卸連接。 4.1.2.某機型副翼結構分析 主要由型材、板材等件組成，結構對稱，比較簡單，零件整體尺寸規(guī)則相互之間的連接方式采用鉚接，在對他們進行裝配時只要保證他們之間的相對位置即可。由于該框是組合件，屬于飛機的骨架結構，因此，型架的設計基準選擇以骨架的外形為設計基準。該組合件的結構簡圖如圖4.1所示。 圖4.1 4.1.3 .主要內(nèi)容 4.1.3.1.裝配工藝過程的結構可行性。 可行性是指在調(diào)查的基礎上，通過市場分析、技術分析、財務分析和國民經(jīng)濟分析，對各種投資項目的技術可行性與經(jīng)濟合理性進行的綜合評價?？尚行匝芯康幕救蝿?，是對新建或改建項目的主要問題，從技術經(jīng)濟角度進行全面的分析研究，并對其投產(chǎn)后的經(jīng)濟效果進行預測，在既定的范圍內(nèi)進行方案論證的選擇，以便最合理地利用資源，達到預定的社會效益和經(jīng)濟效益。 4.1.3.2.裝配準確度。 飛機裝配好以后應達到規(guī)定的各項性能指標，其中包括飛機的空氣動力性能、飛機的各種操縱性能、飛機結構的強度和耐久性能等各項指標。飛機裝配準確度對飛機各性能均有直接影響。 4.1.3.3.裝配過程的工藝可行性。 在確定工藝規(guī)程前，首先應研究工作圖樣和產(chǎn)品裝配圖樣，熟悉各零件的用途、性能及工作條件，明確該零件在產(chǎn)品中的位置和作用；了解并研究各項技術條件制訂的依據(jù)，找出其主要技術和技術關鍵，以便在擬定工藝規(guī)程時采用適當?shù)拇胧┘右员ＷC。工藝分析的目的，一是審查零件的結構形狀及尺寸精度、相互位置精度的技術要求是否合理，是否便于裝配；二是通過工藝分析，對零件的工藝要求有進一步的了解，以便制訂出合理的工藝規(guī)程。 4.1.3.4.裝配過程的經(jīng)濟性。 經(jīng)濟性，是指工程從規(guī)劃、勘察、設計、施工到整個產(chǎn)品使用壽命周期內(nèi)的成本和消耗的費用。具體表現(xiàn)為設計成本、施工成本、使用成本三者之和。經(jīng)濟性是指組織經(jīng)營活動過程中獲得一定數(shù)量和質量的產(chǎn)品和服務及其他成果時所耗費的資源最少。經(jīng)濟性主要關注的是資源投入和使用過程中成本節(jié)約的水平和程度及資源使用的合理性。這里是專指生產(chǎn)作業(yè)計劃要有利于利用企業(yè)的生產(chǎn)能力，縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)均衡生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。 4.2協(xié)調(diào)路線 在制定產(chǎn)品的裝配和協(xié)調(diào)的方案時，要十分注意選擇合理的，能保證各類工藝裝配協(xié)調(diào)的尺寸傳遞體系。協(xié)調(diào)依據(jù)采用標準樣件。協(xié)調(diào)的原則是相互聯(lián)系制造的原則。它的協(xié)調(diào)路線過程是:由理論圖在鋁板上繪制出理論模線，再由理論模線繪制出結構模線，通過結構模線制造出外形樣板和夾具樣板，再通過外形樣板制出樣件。然后通過樣件制造出成型模具。用模具生產(chǎn)出所需要的零件。最后用裝配型架將零件裝配成組合件。該機翼副翼部件的協(xié)調(diào)路線見圖4.2所示。 殲六機翼副翼圖紙 ↓ 殲六機翼副翼理論模線 ↓ 殲六機翼副翼結構模線 ↓ ↓ ↓ 外形托板 設備樣板 構造圖 ↓ ↓ ↓ 內(nèi)形樣板安裝標準樣件 托板 ↓ ↓ ↓ 成型模 安裝夾具推塊 ↓ ↓ ↓ 零件組合件部件反標準樣件 ↓ 標準樣件 ↓ 總裝配夾具 ↓ 殲六機翼副翼裝配件 圖4.2協(xié)調(diào)路線 4.3.工藝流程設計 部件裝配工藝規(guī)程包括裝配的各個階段內(nèi)容，裝配基準，定位方法，裝配主要工藝裝備，設施和檢驗方法，以及主要零件，組件等供應狀態(tài)和各階段的交付狀態(tài)等，所制定的裝配各階段的工作。工藝規(guī)程是進行裝配工作的主要依據(jù)。 其主要的內(nèi)容有： 1. 裝配工藝過程的結構可行性。 2. 裝配準確度。 3. 裝配過程的工藝可行性。 4. 裝配過程的經(jīng)濟性。 裝配工藝規(guī)程： 1. 按圖紙檢查配套零件及裝配夾具； 2. 將蒙皮定位，夾緊； 3. 將U型槽定位，夾緊； 4. 將加強肋定位，夾緊； 5. 將肋板定位，夾緊； 6. 將角片定位，夾緊； 7. 確定鉚接位置，劃線； 8. 鉆孔； 9. 鉚接； 10. 放松壓緊器； 11. 下架，修正，去毛刺； 12. 檢驗，并移交。 第5章飛機部件裝配驗證 在進行裝配前，分析零件的裝配順序。從圖片1.1可以看出，該機翼中部是以蒙皮為基準裝配U型槽與加強肋，然后再以蒙皮為基準裝配肋板，最后再以U型槽與肋板為基準裝配角片，形成完整的副翼裝配。 5.1.飛機部件裝配 5.1.1.U型槽與蒙皮的裝配 U型槽與蒙皮的裝配，他們是通過蒙皮表面與U型槽側面的接觸約束和兩個鉚釘孔的同軸約束進行裝配的，裝配結果如圖5.1所示。 圖5.1 5.1.2.加強肋與蒙皮的裝配 加強肋與蒙皮的裝配，他們是通過蒙皮內(nèi)表面與加強肋側面接觸約束和兩個鉚釘孔的同軸約束進行裝配的，裝配結果如圖5.2所示。 圖5.2 5.1.3.肋板與蒙皮的裝配 肋板與蒙皮的裝配，他們是通過蒙皮外表面與肋板折彎面的接觸約束和兩個鉚釘孔的同軸約束進行裝配的，裝配結果如圖5.3所示。 圖5.3 5.1.4.角片的裝配 角片的裝配，他們是通過角片的兩側表面與肋板表面和U型槽側邊內(nèi)表面的接觸約束和鉚釘孔的同軸約束進行裝配的，裝配結果如圖5.4所示。 圖5.4 5.1.5.鉚釘?shù)难b配 鉚釘?shù)难b配，他們是通過鉚釘頭的表面與裝配表面的接觸約束和鉚釘孔與頂桿的同軸約束進行裝配的，裝配結果與最終裝配圖如圖5.5所示。 圖5.5 5.2裝配動畫設計 零件的建模與裝配的完成是這次課程設計的主要內(nèi)容，而裝配動畫的設計則是讓大家能直觀的看出機翼中部的裝配過程與裝配關系，以下簡要介紹了裝配動畫的制作。 裝配動畫的制作是在裝配環(huán)境下新建序列，選擇插入運動，依次選擇零件，將各零件移動到指定位置，選擇完成序列，在序列導航器中單擊回放，完成裝配動畫任務，使用UG NX10.0內(nèi)置錄像功能導出裝配動畫。我們所做的動畫視屏存放在文件夾中。 5.3結論 本次虛擬裝配驗證了所殲六飛機機翼副翼裝配的可行性，通過測繪與建模，完成了所有零件的建模，并且進行了裝配的模擬。裝配結果也告訴了我們，此次的設計與裝配符合實際裝配原則，在裝配過程中沒有發(fā)現(xiàn)干涉現(xiàn)象。 總結 雖然這次課程設計只有短短的兩周時間，但是通過這次課程設計，讓我更加深刻地了解了課本知識，我感覺這些天我所接觸的所學習的知識很豐富，相對于書本也更加實際綜合和以往對知識的疏忽得以補充，在設計過程中遇到一些模糊的公式和專業(yè)術語，在使用手冊時，有的數(shù)據(jù)很難查出，但是這些問題經(jīng)過這次設計，都一一得到解決，我相信這本書中還有很多我沒有搞清楚的問題，但是這次的課程設計給我相當?shù)幕A知識，為我以后的工作打下了夯實的基礎。 這次課程設計是讓我對課本知識的鞏固和基本公式的熟悉和應用。課程設計是培訓學生運用課本專業(yè)所學的理論知識和專業(yè)知識來分析和解決實際問題的重要教學環(huán)節(jié)，是對學習知識的鞏固和復習。同樣，也促使了同組同學的相互探討，相互學習。因此，我們必須認真、嚴謹、踏實、一步一步的完成設計。 總之，這次課程設計是我學到了很多，也比以往有耐心很多。感謝學校以及老師給我們這次課程設計的機會，感謝我們的輔導老師，在設計過程中，輔導老師精心的輔導和不厭其煩地態(tài)度才使我們得以順利完成這次設計。以后我會更加努力地學習。 附錄 裝配工藝規(guī)程 機型 車間 裝配工序號 零件裝 配圖號 共 3 頁 工段 第 1 頁 殲六機翼中部型架裝配 數(shù) 量 單機 成套 工時定額 工人等級 操作時間 自然時間 共計 交付 序 號 工藝內(nèi)容 工藝裝備及設備 工人 等級 時間 定額 零件表 名稱 編號 圖號 名稱 單機數(shù)量 05 按圖紙檢查配套零件及裝配夾具 10 將下固定板與型架定位，接頭定位器夾緊 定位銷，型架1 下固定板 15 確定第一塊肋板的位置 定位銷 肋板 20 借助型架在第一塊肋板的位置將第一塊肋板夾緊 型架1 肋板 25 確定第一塊肋板與下固定板鉚接位置 30 鉆孔 風鉆 35 鉚接 鉚槍 圓頭鉚釘 40 確定第二塊肋板的位置 定位銷 肋板 45 借助型架在第二塊肋板的位置將第二塊肋板夾緊 型架1 肋板 50 確定第二塊肋板與下固定板鉚接位置 55 鉆孔 風鉆 60 鉚接 鉚槍 圓頭鉚釘 65 確定第三塊肋板的位置 定位銷 肋板 70 借助型架在第三塊肋板的位置將第三塊肋板夾緊 型架1 肋板 75 確定第三塊肋板與下固定板鉚接位置 80 鉆孔 風鉆 85 鉚接 鉚槍 圓頭鉚釘 90 確定蒙皮的位置 定位銷，型架2 蒙皮 95 將蒙皮固定在型架上 型架2，鉚釘 蒙皮 100 確定加強肋的位置 定位銷，蒙皮 加強肋 105 將加強肋固定在蒙皮上 鉚釘 加強肋 110 把兩個型架對接 型架1，型架2 115 將型架之間螺栓連接 螺栓 120 確定加強肋與肋板鉚接位置 125 鉆孔 風鉆 130 鉚接 鉚槍 圓頭鉚釘 135 確定蒙皮與下固定板的位置 140 鉆孔 風鉆 145 鉚接 鉚槍 150 依次放松型架夾緊裝置 型架1 155 解除兩個的連接 型架1，型架2 160 放松型架夾緊裝置 型架2 165 下架 170 修正，去毛刺 175 檢驗，并移交 編制 校對 組長 技術副主任 主管工藝員 批準 25