韓志斌 韓波 王波

摘 要 飛機(jī)裝配架作為飛機(jī)制造水平的關(guān)鍵指標(biāo)，在整個(gè)飛機(jī)過程中起著非常重要的作用，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)確定了模具制造和成本，而且會(huì)直接影響飛機(jī)開發(fā)成本和周期間，而且產(chǎn)品裝配的準(zhǔn)確性和協(xié)調(diào)性起著決定性的作用，最終影響到飛機(jī)制造的整體質(zhì)量。本文就飛機(jī)制造工藝裝備模塊化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞 飛機(jī)制造工藝；裝備；模塊化設(shè)計(jì)

前言

作為飛機(jī)制造企業(yè)的主要生產(chǎn)工序，做好機(jī)械裝配工作意義重大。然而，從現(xiàn)階段我國機(jī)械裝配工藝水平來看，裝配設(shè)備類型較為單一，先進(jìn)高效裝配技術(shù)應(yīng)用尚未普及，存在較多問題亟待解決，而機(jī)械裝配工藝無法忽視，先進(jìn)高效機(jī)械裝配工藝不僅是提高機(jī)械裝配工作效率的基礎(chǔ)保障，更是壓縮人力勞動(dòng)投入的有效途徑。

1 傳統(tǒng)型架的設(shè)計(jì)方法

對(duì)于傳統(tǒng)型架的設(shè)計(jì)方法，通常可以分為設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備工作、方案設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)和最終設(shè)計(jì)等四個(gè)階段。工裝設(shè)計(jì)人員還應(yīng)結(jié)合以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和具體要求對(duì)工裝的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行校核，在保證工裝功能的同時(shí)還要盡可能地節(jié)約材料，確保產(chǎn)品裝配的協(xié)調(diào)性。對(duì)于前期準(zhǔn)備工作，主要包括熟悉產(chǎn)品圖紙等設(shè)計(jì)資料，了解工藝方案和裝配方案，考慮是否采用標(biāo)準(zhǔn)工裝和模線樣板作為協(xié)調(diào)依據(jù)，以保證產(chǎn)品的制造精度和互換協(xié)調(diào)性。在裝配型架結(jié)構(gòu)方面通常采用剛性結(jié)構(gòu)，每套型架只用于一個(gè)裝配對(duì)象，所以飛機(jī)制造過程中裝配型架的數(shù)量很多。型架上安裝有多個(gè)定位器，以保證產(chǎn)品裝配的精度和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。通常而言，飛機(jī)的研制周期需要占飛機(jī)研制周期的一半以上，因而，裝配型架對(duì)縮短整個(gè)產(chǎn)品的研制周期具有重要意義[1]。

2 裝配型架的模塊化設(shè)計(jì)方法

型架的模塊化設(shè)計(jì)是基于工裝設(shè)計(jì)的各種數(shù)據(jù)庫的建立和完善，包括標(biāo)準(zhǔn)件庫，工藝數(shù)據(jù)庫，工裝典型結(jié)構(gòu)庫，參數(shù)化模型等。模塊化設(shè)計(jì)對(duì)提高工裝設(shè)計(jì)效率是一條簡(jiǎn)單而有效的途徑。此外，針對(duì)所使用的設(shè)計(jì)軟件開發(fā)輔助設(shè)計(jì)工具，將設(shè)計(jì)師從煩瑣的操作和重復(fù)勞動(dòng)中解放出來，對(duì)提高設(shè)計(jì)效率也是非常有效的。在數(shù)據(jù)庫的開發(fā)過程中，應(yīng)充分考慮目前工裝設(shè)計(jì)的主流平臺(tái)，使不同的系統(tǒng)能夠互相無縫連接。工裝模塊化設(shè)計(jì)的前提是首先應(yīng)對(duì)現(xiàn)有工裝的典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析總結(jié)，提煉出具有通用性的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，使這些標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)能夠提前加工儲(chǔ)備。當(dāng)接到訂單后能很快地調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的模塊進(jìn)行型架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，且僅需加工一些專用定位件，如此可以大大縮短設(shè)計(jì)、制造周期[2]。

3 模塊化裝配工藝設(shè)計(jì)技術(shù)

模塊化裝配工藝相比傳統(tǒng)裝配工藝，區(qū)別在于工藝設(shè)計(jì)人員根據(jù)裝配要求提前參與設(shè)計(jì)人員的產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作，協(xié)助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行面向裝配工藝流程的產(chǎn)品模塊劃分，使實(shí)物的部組件構(gòu)成與設(shè)計(jì)的部組件定義保持一致，遵循裝配模塊定義原則定義整機(jī)裝配模塊，依據(jù)工藝總方案仿真驗(yàn)證裝配模塊之間的交付關(guān)系，最終構(gòu)建裝配結(jié)構(gòu)樹。在裝配結(jié)構(gòu)樹中定義每個(gè)裝配模塊實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)所需的產(chǎn)品設(shè)計(jì)模塊、工裝、工具/設(shè)備、裝配關(guān)系、人員、生產(chǎn)周期、質(zhì)量要求等信息，使裝配結(jié)構(gòu)樹成為企業(yè)開展生產(chǎn)組織、成本管理、項(xiàng)目管理、質(zhì)量管理活動(dòng)的支撐平臺(tái)。且裝配模塊是生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中相對(duì)獨(dú)立的單元，能夠獨(dú)立裝配，可以通過更新迭代自身性能來升級(jí)產(chǎn)品整體性能，而不會(huì)影響到產(chǎn)品其他模塊。裝配模塊還擁有一些相同的幾何連接口以及輸入、輸出端口，相同屬性的模塊在產(chǎn)品系列中可以重用和互換。裝配模塊的這些特性使得以裝配模塊為單位進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)活動(dòng)生成的裝配指令也具備獨(dú)立、通用的特性，針對(duì)這些特性提出裝配指令庫管理的應(yīng)用思路。飛機(jī)設(shè)計(jì)構(gòu)型管理人員根據(jù)客戶需求創(chuàng)建構(gòu)型配置，再依據(jù)裝配指令與其生產(chǎn)對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，在裝配指令庫中用程序匹配出與構(gòu)型配置相匹配的裝配指令用于生產(chǎn)。模塊化裝配可以減少大量的零散零件，可以變串行裝配為并行裝配，使飛機(jī)裝配過程朝整潔、系統(tǒng)化發(fā)展，提高飛機(jī)裝配效率，減少協(xié)調(diào)關(guān)系，最終提升產(chǎn)品質(zhì)量，縮短研制周期。多元化的客戶需求，導(dǎo)致飛機(jī)產(chǎn)品存在大量的改進(jìn)和改型，甚至出現(xiàn)同型號(hào)飛機(jī)不同架次都有可能不同，進(jìn)而衍生出系列化產(chǎn)品。以飛機(jī)眾多生產(chǎn)活動(dòng)中的工藝準(zhǔn)備工作舉例，當(dāng)飛機(jī)構(gòu)型配置發(fā)生變化時(shí)，采用非模塊裝配工藝技術(shù)，需要完全重新針對(duì)新構(gòu)型產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行一整套的飛機(jī)改型裝配工藝設(shè)計(jì)，涉及裝配站位的重構(gòu)，甚至有可能會(huì)重新研制一套裝配工裝、工具；采用模塊化裝配工藝技術(shù)，只需要針對(duì)新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，產(chǎn)生新的裝配模塊，根據(jù)構(gòu)型配置復(fù)用未發(fā)生變化的裝配模塊，從而進(jìn)行裝配站位調(diào)整最終完成新型號(hào)飛機(jī)的裝配工藝設(shè)計(jì)工作。

4 飛機(jī)制造企業(yè)機(jī)械裝配工藝應(yīng)用要點(diǎn)

機(jī)械裝配工藝作為制造企業(yè)核心技術(shù)及關(guān)鍵工藝，制造企業(yè)主要負(fù)責(zé)向工業(yè)部門提供機(jī)械設(shè)備，例如：運(yùn)輸機(jī)械產(chǎn)品、動(dòng)力機(jī)械產(chǎn)品及農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品等，并且面向與國民經(jīng)濟(jì)相關(guān)部門提供機(jī)械設(shè)備，例如：冶金機(jī)械設(shè)備及化工機(jī)械設(shè)備等。同時(shí)，機(jī)械裝配作為機(jī)械裝配工藝中重要環(huán)節(jié)，機(jī)械裝配合理性是保證機(jī)械裝配順利進(jìn)行的主要因素。從機(jī)器制造過程角度來看，機(jī)械裝配是機(jī)器制造的最終環(huán)節(jié)，其裝配質(zhì)量與機(jī)器制造質(zhì)量存在著密切聯(lián)系，一旦制造時(shí)裝配不當(dāng)，直接影響其機(jī)器制造質(zhì)量，即便零部件質(zhì)量合格，但是裝配出產(chǎn)品難以符合生產(chǎn)要求。從機(jī)械裝配角度來看，裝配過程不止能發(fā)現(xiàn)機(jī)器設(shè)計(jì)不合理及不科學(xué)問題，更能發(fā)現(xiàn)零部件加工質(zhì)量問題。由此可見，機(jī)械裝配工藝是機(jī)器生產(chǎn)質(zhì)量檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，能幫助技術(shù)人員改進(jìn)設(shè)計(jì)問題解決加工質(zhì)量問題，而機(jī)械裝配工藝基礎(chǔ)環(huán)節(jié)可分為校正調(diào)整、配作清洗、連接平衡、驗(yàn)收試驗(yàn)及油漆包裝。

5 結(jié)束語

綜上所述，飛機(jī)裝配型架模塊化的設(shè)計(jì)對(duì)飛機(jī)的制造周期、質(zhì)量、成本等起著至關(guān)重要的作用，在進(jìn)行裝配型架設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)通過采用先進(jìn)的工裝設(shè)計(jì)方法和技術(shù)，減少工裝制造成本，縮短飛機(jī)研制周期。

參考文獻(xiàn)

[1] 李摯.淺析機(jī)械裝配工藝在飛機(jī)制造企業(yè)中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2017，（06）：139.

[2] 高磊，吳書磊，高中川.機(jī)械裝備制造中的先進(jìn)焊接工裝夾具應(yīng)用研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017，（11）：1.