1、先進數(shù)控加工技術(shù)先進數(shù)控加工技術(shù)化銑技術(shù)化銑技術(shù)精細鈑金成形技術(shù)精細鈑金成形技術(shù)無外形卡板型架裝配技術(shù)無外形卡板型架裝配技術(shù)數(shù)字化設(shè)計制造和管理技術(shù)數(shù)字化設(shè)計制造和管理技術(shù)1.6.6 1.6.6 先進數(shù)控加工技術(shù)先進數(shù)控加工技術(shù) 西方工業(yè)興隆國家飛機制造業(yè)運用數(shù)控技術(shù)始西方工業(yè)興隆國家飛機制造業(yè)運用數(shù)控技術(shù)始于于60年代。近年代。近50年的數(shù)控技術(shù)開展中，興隆國家飛年的數(shù)控技術(shù)開展中，興隆國家飛機制造業(yè)中數(shù)控技術(shù)開展現(xiàn)狀和運用程度主要表達機制造業(yè)中數(shù)控技術(shù)開展現(xiàn)狀和運用程度主要表達在以下幾個方面：在以下幾個方面： 機加數(shù)控化機加數(shù)控化 高數(shù)控加工效率高數(shù)控加工效率 CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)

2、和系統(tǒng)和DNC技術(shù)技術(shù) 柔性消費線柔性消費線 高速切削加工技術(shù)高速切削加工技術(shù) 在在9090年代中后期，這些公司仍在進年代中后期，這些公司仍在進一步加強對機加設(shè)備進展技術(shù)改造和更一步加強對機加設(shè)備進展技術(shù)改造和更新，特別是多坐標高速數(shù)控銑床和加工新，特別是多坐標高速數(shù)控銑床和加工中心。可加工尺寸很大的機翼壁板中心。可加工尺寸很大的機翼壁板, ,零零件壁厚薄到件壁厚薄到0.76mm0.76mm。20。，切削力減少約，切削力減少約30，外表粗，外表粗糙度糙度可達可達810m，工件溫，工件溫升低，熱變形、熱膨脹減小，適升低，熱變形、熱膨脹減小，適宜加工巧長、復(fù)雜薄壁零件等。宜加工巧長、復(fù)雜薄壁零件等

3、。maxaR 對鋁合金高速加工，切削速度可達對鋁合金高速加工，切削速度可達20005000m/min，主軸轉(zhuǎn)速達，主軸轉(zhuǎn)速達1000040000r/min，加工進，加工進給速度為給速度為220m/min ，資料去除率，資料去除率3040kg/h。 高速高速切削加工技術(shù)對機床、刀具、控制系統(tǒng)、編程等都提切削加工技術(shù)對機床、刀具、控制系統(tǒng)、編程等都提出了更高的要求。興隆國家對高速加工的配套技術(shù)研出了更高的要求。興隆國家對高速加工的配套技術(shù)研討和運用作為一個系統(tǒng)工程對待討和運用作為一個系統(tǒng)工程對待,處理得較好，并在不處理得較好，并在不斷完善。斷完善。高速切削系統(tǒng)高速切削系統(tǒng) : 高速切削系統(tǒng)主要由高

4、速切削高速切削系統(tǒng)主要由高速切削CNC機床、高性能的刀具夾持機床、高性能的刀具夾持系統(tǒng)、高速切削刀具、高速切削系統(tǒng)、高速切削刀具、高速切削CAM系統(tǒng)軟件等幾部分組成。系統(tǒng)軟件等幾部分組成。 高速切削高速切削CNC機床機床 :高穩(wěn)定性的機床支撐部件高穩(wěn)定性的機床支撐部件 ,高速主軸系統(tǒng)高速主軸系統(tǒng) ,高高精度快速進給系統(tǒng)精度快速進給系統(tǒng) ,高效的冷卻系統(tǒng)高效的冷卻系統(tǒng) ,高性能高性能CNC控制系統(tǒng)控制系統(tǒng),高平安高平安性性 ,高精度、高速度的傳感檢測技術(shù)高精度、高速度的傳感檢測技術(shù) 高性能的刀具夾持系統(tǒng)高性能的刀具夾持系統(tǒng) :要求其有很高的動平衡性要求其有很高的動平衡性 ,且具有絕對且具有絕對的

5、定心性的定心性 ,主軸、刀柄、刀具三者在旋轉(zhuǎn)時應(yīng)具有極高的同心度主軸、刀柄、刀具三者在旋轉(zhuǎn)時應(yīng)具有極高的同心度 高速切削刀具高速切削刀具 高速切削機理高速切削機理 高速切削的高速切削的CAM系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件 高速切削除了要有高速切削機床和高速切削刀具，高速切削除了要有高速切削機床和高速切削刀具，具有適宜的具有適宜的CAM編程軟件也是至關(guān)重要的。一個優(yōu)秀編程軟件也是至關(guān)重要的。一個優(yōu)秀的高速加工的高速加工CAM編程系統(tǒng)應(yīng)具有高計算速度，強插補編程系統(tǒng)應(yīng)具有高計算速度，強插補功能，全程自動過切檢查及處置才干，自動刀柄與夾功能，全程自動過切檢查及處置才干，自動刀柄與夾具干涉檢查、繞避功能，進給率優(yōu)化

6、處置功能，待加具干涉檢查、繞避功能，進給率優(yōu)化處置功能，待加工軌跡監(jiān)控功能，刀具軌跡編輯優(yōu)化功能，加工剩余工軌跡監(jiān)控功能，刀具軌跡編輯優(yōu)化功能，加工剩余分析功能等等。首先要留意加工方法的平安性和有效分析功能等等。首先要留意加工方法的平安性和有效性；其次要盡一切能夠保證刀具軌跡光滑平穩(wěn)，這會性；其次要盡一切能夠保證刀具軌跡光滑平穩(wěn)，這會直接影響加工質(zhì)量和機床主軸等零件的壽命；最后要直接影響加工質(zhì)量和機床主軸等零件的壽命；最后要盡量使刀具載荷均勻，這會直接影響刀具的壽命。盡量使刀具載荷均勻，這會直接影響刀具的壽命。粗加工粗加工 殘留毛坯知識殘留毛坯知識 精加工和清根精加工和清根 曲面銑削曲面銑削

7、高速銑削高速銑削(HSM) 加工機床加工機床 12臺臺BERTHIEZ立車配有立車配有GE2000 CNC 4臺臺OERILIKON加工中心帶加工中心帶GE2000 CNC物料運輸物料運輸 5臺臺 熱蒙熱蒙施萊德爾施萊德爾JEUMONTSCHNEIDER的的AGV 4臺臺 裝卸站裝卸站 工件托盤帶巴魯夫固定磁卡式托盤辨識系統(tǒng)工件托盤帶巴魯夫固定磁卡式托盤辨識系統(tǒng)刀具運送刀具運送 1個刀具庫個刀具庫 1個換刀機器人，用于向個換刀機器人，用于向4個加工中心換刀效力個加工中心換刀效力 2個刀具庫個刀具庫 2個換刀機器人，用于向個換刀機器人，用于向12臺立車換刀效力臺立車換刀效力 裝有巴魯夫只讀型刀具

8、辨識芯片系統(tǒng)，以驗證換刀的正確性裝有巴魯夫只讀型刀具辨識芯片系統(tǒng)，以驗證換刀的正確性計算機計算機 1臺臺 VAX11/750用作用作FMS控制機控制機 3臺臺 MICRO VAX用作加工中心、立車、清洗機的運轉(zhuǎn)控制用作加工中心、立車、清洗機的運轉(zhuǎn)控制 2臺臺 PDP11/23用作兩個倉庫運轉(zhuǎn)的協(xié)調(diào)控制用作兩個倉庫運轉(zhuǎn)的協(xié)調(diào)控制 1臺臺 PDP11/23用作運輸系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制用作運輸系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制 一切計算機之間用以太網(wǎng)銜接起來一切計算機之間用以太網(wǎng)銜接起來其他設(shè)備其他設(shè)備 1臺臺 清洗機清洗機 西方興隆國家不僅注重開展數(shù)控主體技術(shù)，并西方興隆國家不僅注重開展數(shù)控主體技術(shù)，并注重協(xié)調(diào)開展與數(shù)控技

9、術(shù)配套的各單元自動化技術(shù)，注重協(xié)調(diào)開展與數(shù)控技術(shù)配套的各單元自動化技術(shù)，包括數(shù)控車間信息管理系統(tǒng)，從而使得數(shù)控技術(shù)得包括數(shù)控車間信息管理系統(tǒng)，從而使得數(shù)控技術(shù)得以快速開展并到達了很高的運用程度，有力地推進以快速開展并到達了很高的運用程度，有力地推進了飛機制造業(yè)開展和提高。了飛機制造業(yè)開展和提高。 化學(xué)銑切俗稱化學(xué)腐蝕加工。它利用含有某些化學(xué)化學(xué)銑切俗稱化學(xué)腐蝕加工。它利用含有某些化學(xué)元素的化學(xué)溶液，對金屬或非金屬資料外表進展溶解作元素的化學(xué)溶液，對金屬或非金屬資料外表進展溶解作用的腐蝕加工，沒有刀痕，也沒有切屑。用的腐蝕加工，沒有刀痕，也沒有切屑。 化學(xué)銑切主要用于薄板零部件的外表加工，而這些

10、化學(xué)銑切主要用于薄板零部件的外表加工，而這些外表的幾何外形假設(shè)采用機械加工是難以到達要求的。外表的幾何外形假設(shè)采用機械加工是難以到達要求的。還有，就是用于外表上凹槽的加工。還有，就是用于外表上凹槽的加工。 化學(xué)銑切的機理是晶界和晶粒的溶解化學(xué)銑切的機理是晶界和晶粒的溶解化學(xué)切削。化學(xué)切削。它的加工質(zhì)量取決于前道機械加工的外表質(zhì)量和外形。它的加工質(zhì)量取決于前道機械加工的外表質(zhì)量和外形。1.6.7 化銑技術(shù)化銑技術(shù)化銑前外表預(yù)備化銑前外表預(yù)備涂防蝕液、刻形和去掉銑削面上涂層涂防蝕液、刻形和去掉銑削面上涂層浸入腐蝕液腐蝕浸入腐蝕液腐蝕銑切后剝離一切的防蝕層銑切后剝離一切的防蝕層化銑工藝化銑工藝 化學(xué)

11、銑切是飛機制造和宇航工業(yè)化學(xué)銑切是飛機制造和宇航工業(yè)上一種重要的、不可短少的加工方法，上一種重要的、不可短少的加工方法，特別是對成形零件的加工既可靠又有特別是對成形零件的加工既可靠又有效。效。 許多飛機不僅在蒙皮、吊掛等部位運用許多飛機不僅在蒙皮、吊掛等部位運用化銑零件，而且在航空發(fā)動機上也大量采用化銑零件，而且在航空發(fā)動機上也大量采用化銑加工的零件。如：協(xié)和飛機的進氣口側(cè)化銑加工的零件。如：協(xié)和飛機的進氣口側(cè)壁是用壁是用6mm厚的鋁合金以厚的鋁合金以14次臺階化銑制成次臺階化銑制成的整體構(gòu)造；洛克希德的整體構(gòu)造；洛克希德C-5A運輸機上的平安運輸機上的平安塔接板，用塔接板，用10.4mm的鈦

12、合金板材熱成形后化的鈦合金板材熱成形后化銑加工出個臺階和種不同的錐形；蘇銑加工出個臺階和種不同的錐形；蘇-27飛機采用了化銑技術(shù)加工鈦合金中央翼下壁飛機采用了化銑技術(shù)加工鈦合金中央翼下壁板；波音客機的一些蒙皮零件采用了多臺階板；波音客機的一些蒙皮零件采用了多臺階化銑加工；化銑加工；F119發(fā)動機上的鈦合金寬弦葉片發(fā)動機上的鈦合金寬弦葉片在超塑分散銜接之前采用化銑加工鈦合金板在超塑分散銜接之前采用化銑加工鈦合金板材。材。研討的資料齊全研討的資料齊全 不僅有鋁合金、鈦合金、鋼及不銹鋼、鎳合金、銅合金等常不僅有鋁合金、鈦合金、鋼及不銹鋼、鎳合金、銅合金等常用資料化銑工藝，而且有銀、鎂、金、耐高溫資料

13、、鋅、玻璃、陶用資料化銑工藝，而且有銀、鎂、金、耐高溫資料、鋅、玻璃、陶瓷、鈹?shù)荣Y料的化銑工藝。瓷、鈹?shù)荣Y料的化銑工藝。配套資料種類齊全，化銑設(shè)備齊全配套資料種類齊全，化銑設(shè)備齊全 機械方式刻形膠有美國機械方式刻形膠有美國ADCOAT公司的公司的AC系列維護膠、系列維護膠、TURCO公司的維護膠、光刻膠有公司的維護膠、光刻膠有KODAK公司的系列光刻膠。腐公司的系列光刻膠。腐蝕溶液也有專門的公司提供，如蝕溶液也有專門的公司提供，如TURCO公司。有各種檢測設(shè)備、公司。有各種檢測設(shè)備、儀器。刻形技術(shù)除去常規(guī)的方法外，美國還掌握激光刻形技術(shù)、化儀器。刻形技術(shù)除去常規(guī)的方法外，美國還掌握激光刻形技術(shù)

14、、化銑實時監(jiān)控技術(shù)及封鎖式工件自順應(yīng)提升技術(shù)。總之，在美國，化銑實時監(jiān)控技術(shù)及封鎖式工件自順應(yīng)提升技術(shù)。總之，在美國，化銑消費的各個環(huán)節(jié)所需求的資料與設(shè)備都有專門的公司進展研討，銑消費的各個環(huán)節(jié)所需求的資料與設(shè)備都有專門的公司進展研討，并提供相關(guān)產(chǎn)品。并提供相關(guān)產(chǎn)品。 80年代前美國、英國化銑工藝曾經(jīng)非年代前美國、英國化銑工藝曾經(jīng)非常成熟，表如今以下幾方面。常成熟，表如今以下幾方面。 各家航空公司都有相應(yīng)的工藝規(guī)范各家航空公司都有相應(yīng)的工藝規(guī)范 波音公司波音公司BAC規(guī)范、麥道公司規(guī)范、麥道公司DPS規(guī)范中，規(guī)范中，對化銑前后的各種相關(guān)資料及工藝都有相關(guān)規(guī)范。對化銑前后的各種相關(guān)資料及工藝都有

15、相關(guān)規(guī)范。 俄羅斯的化銑技術(shù)落后于美、英國家，主要俄羅斯的化銑技術(shù)落后于美、英國家，主要是俄羅斯所采用的工藝方法和化銑資料對環(huán)境影是俄羅斯所采用的工藝方法和化銑資料對環(huán)境影響比較大，同時規(guī)范單一，可選擇余地小。響比較大，同時規(guī)范單一，可選擇余地小。 化學(xué)銑切的飛機零件化學(xué)銑切的飛機零件化銑放射肋壁板化銑放射肋壁板 化學(xué)銑切的飛機零件化學(xué)銑切的飛機零件化學(xué)銑切的飛機零件化學(xué)銑切的飛機零件1.6.8 精細鈑金成形技術(shù)精細鈑金成形技術(shù) 先進飛機鈑金壁板的明先進飛機鈑金壁板的明顯特點是蒙皮厚、筋條高、顯特點是蒙皮厚、筋條高、構(gòu)造網(wǎng)格化、整體集成度大、構(gòu)造網(wǎng)格化、整體集成度大、構(gòu)造剛度大和難以成形。第構(gòu)

16、造剛度大和難以成形。第三代飛機和大型飛機氣動外三代飛機和大型飛機氣動外形要求嚴、壽命要求長，鈑形要求嚴、壽命要求長，鈑金件不許敲擊成形，大都采金件不許敲擊成形，大都采用精細成形技術(shù)。用精細成形技術(shù)。 在淺筋條小曲率壁板的研制消費中，采用先進的噴丸成形技術(shù)。波音的數(shù)控噴丸系統(tǒng)，不僅可控制成形參數(shù)，而且可預(yù)測和控制噴丸強化與拋光工序?qū)Ρ诎逋庑蔚挠绊懀⒀邪l(fā)了葉輪式數(shù)控拋丸設(shè)備。 在高筋網(wǎng)格式整體壁板研制消費中，開發(fā)壓彎與噴丸復(fù)合成形技術(shù)，開展了帶自順應(yīng)系統(tǒng)的數(shù)控壓彎機。 對大型飛機的超大型壁板開展了應(yīng)力松弛成形/校形技術(shù)，洛克威爾公司和美國空軍結(jié)合開發(fā)這種技術(shù)，用于制造B-1B轟炸機的機翼上、下壁

17、板，長50mm，最大寬度9mm，厚度從0.1mm變到2.5mm，帶有突變和筋條，據(jù)稱是世界上用該技術(shù)成形的最大壁板。 精細鈑金成形技術(shù)包括： 成形過程的數(shù)值仿真和變形過程的預(yù)測技術(shù) 資料在成形后的性能研討 成形過程的準確監(jiān)測、控制和在線檢測技術(shù) 在成形設(shè)備方面，除擴展規(guī)格外，彎管、旋壓、滾彎、拉形、橡皮囊液壓成形、噴丸及壓彎設(shè)備等均已普遍實現(xiàn)計算機控制，并實現(xiàn)了位移、載荷控制的精細化。 1.6.9無外形卡板型架裝配技術(shù)無外形卡板型架裝配技術(shù) 數(shù)字化傳送技術(shù)、準確成形數(shù)字化傳送技術(shù)、準確成形技術(shù)、高精度的數(shù)控加工技術(shù)以技術(shù)、高精度的數(shù)控加工技術(shù)以及整體構(gòu)造件的剛性是無外形卡及整體構(gòu)造件的剛性是無

18、外形卡板型架裝配技術(shù)的根底，無外形板型架裝配技術(shù)的根底，無外形卡板型架裝配系統(tǒng)主要由激光跟卡板型架裝配系統(tǒng)主要由激光跟蹤定位儀或電子經(jīng)緯丈量儀蹤定位儀或電子經(jīng)緯丈量儀和裝配平臺等組成。無外形卡板和裝配平臺等組成。無外形卡板型架裝配技術(shù)可實現(xiàn)模塊化，通型架裝配技術(shù)可實現(xiàn)模塊化，通用性強，消費預(yù)備周期短。產(chǎn)品用性強，消費預(yù)備周期短。產(chǎn)品裝配定位準確，部件裝配開敞，裝配定位準確，部件裝配開敞，效率高，興隆國家已在軍機、民效率高，興隆國家已在軍機、民機裝配中廣泛運用。機裝配中廣泛運用。 1.6.10 數(shù)字化設(shè)計制造和管理技術(shù)數(shù)字化設(shè)計制造和管理技術(shù) 長期以來，飛機設(shè)計制造不斷長期以來，飛機設(shè)計制造不斷

19、遵照著傳統(tǒng)的二維設(shè)計、模線樣板、遵照著傳統(tǒng)的二維設(shè)計、模線樣板、規(guī)范樣件方法，這種模擬量傳送道規(guī)范樣件方法，這種模擬量傳送道路長，誤差大，消費預(yù)備周期長，路長，誤差大，消費預(yù)備周期長，運用保管不方便，更改費時費工，運用保管不方便，更改費時費工，本錢高，弊端很大。數(shù)字化設(shè)計制本錢高，弊端很大。數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)那么完全改動了上述任務(wù)方造技術(shù)那么完全改動了上述任務(wù)方法，它采用三維數(shù)字化定義，把飛法，它采用三維數(shù)字化定義，把飛機的構(gòu)造和零件全部用三維實體描機的構(gòu)造和零件全部用三維實體描畫出來，并且把各種技術(shù)要求、設(shè)畫出來，并且把各種技術(shù)要求、設(shè)計闡明、資料公差等非幾何信息以計闡明、資料公差等非幾何信

20、息以及各構(gòu)造之間的相對位置表示清楚。及各構(gòu)造之間的相對位置表示清楚。 在此根底上進展虛擬裝配，檢查零部件之間能否發(fā)生干涉以及它們之間的間隙，排除某些設(shè)計的不合理性，最終構(gòu)成數(shù)字樣機。數(shù)字樣機作為制造根據(jù)，根本上實現(xiàn)了準確設(shè)計，極大限制減少了工程更改，節(jié)省了大量工裝模具和消費預(yù)備時間。飛機是經(jīng)過數(shù)字化模型來表達的，各階段可共享模型數(shù)據(jù)，因此在產(chǎn)品設(shè)計同時，可進展CAE分析計算、工裝設(shè)計、工藝設(shè)計、可制造性分析，并進展數(shù)字化傳送，為并行工程發(fā)明了條件。數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)完全改動了原來的設(shè)計制造方法，包括規(guī)范、規(guī)范和技術(shù)體系，所以它是體系性和全局性的技術(shù)，使傳統(tǒng)的飛機設(shè)計制造技術(shù)發(fā)生了革命性的變化。

21、 90年代以來，西方興隆國家經(jīng)過實際已逐年代以來，西方興隆國家經(jīng)過實際已逐漸認識到先進制造技術(shù)必需與先進管理技術(shù)相漸認識到先進制造技術(shù)必需與先進管理技術(shù)相結(jié)合才有出路，并注重了先進管理技術(shù)的研討。結(jié)合才有出路，并注重了先進管理技術(shù)的研討。1991年美國提出矯捷制造年美國提出矯捷制造AM概念以后，概念以后，一系列綜合思索人一系列綜合思索人-技術(shù)技術(shù)-組織的新概念不斷涌組織的新概念不斷涌現(xiàn)，諸如精益消費現(xiàn)，諸如精益消費LP、準時消費、準時消費JIT等，促使航空業(yè)飛速開展。等，促使航空業(yè)飛速開展。 精益消費的內(nèi)涵是賦予基層消費單位以高精益消費的內(nèi)涵是賦予基層消費單位以高度的權(quán)益，運用一切先進制造技術(shù)

22、盡善盡美地度的權(quán)益，運用一切先進制造技術(shù)盡善盡美地消費出用戶稱心的產(chǎn)品，實現(xiàn)零庫存，最大限消費出用戶稱心的產(chǎn)品，實現(xiàn)零庫存，最大限制地減少在制品和一切不增值的環(huán)節(jié)，使企業(yè)制地減少在制品和一切不增值的環(huán)節(jié)，使企業(yè)的制造資源得到合理的配置和最有效的利用，的制造資源得到合理的配置和最有效的利用，以有限的資源獲取最大的效益。精益消費的特以有限的資源獲取最大的效益。精益消費的特點主要在于點主要在于“精良和精良和“效益效益 ，其中，其中“消滅消滅一切浪費的哲理值得自創(chuàng)。一切浪費的哲理值得自創(chuàng)。 精益消費精益消費 波音公司在消費組織上采用了精益波音公司在消費組織上采用了精益消費方式，獲得了較好的閱歷。如今還

23、消費方式，獲得了較好的閱歷。如今還要求承當(dāng)他們產(chǎn)品的轉(zhuǎn)包廠商按精益消要求承當(dāng)他們產(chǎn)品的轉(zhuǎn)包廠商按精益消費方式組織消費，并為此提供培訓(xùn)。費方式組織消費，并為此提供培訓(xùn)。 矯捷制造概念是美國里海大學(xué)矯捷制造概念是美國里海大學(xué)1991年提年提出的，是指制造系統(tǒng)在滿足低本錢和高質(zhì)量出的，是指制造系統(tǒng)在滿足低本錢和高質(zhì)量的同時，對變幻莫測的市場需求的快速反響。的同時，對變幻莫測的市場需求的快速反響。這對航空新產(chǎn)品的研制和消費尤為重要。矯這對航空新產(chǎn)品的研制和消費尤為重要。矯捷制造的支持技術(shù)是基于網(wǎng)絡(luò)的異地設(shè)計和捷制造的支持技術(shù)是基于網(wǎng)絡(luò)的異地設(shè)計和制造、供應(yīng)鏈管理、電子商務(wù)等。將高素質(zhì)制造、供應(yīng)鏈管理、

24、電子商務(wù)等。將高素質(zhì)的員工、動態(tài)靈敏的虛擬組織構(gòu)造、先進的的員工、動態(tài)靈敏的虛擬組織構(gòu)造、先進的柔性消費技術(shù)進展全面集成，使企業(yè)能對繼柔性消費技術(shù)進展全面集成，使企業(yè)能對繼續(xù)變化、不可預(yù)測的市場需求作出快速反響，續(xù)變化、不可預(yù)測的市場需求作出快速反響，由此獲得長期的經(jīng)濟效益。由此獲得長期的經(jīng)濟效益。 矯捷制造矯捷制造第二章第二章 飛機制造中的尺寸傳送體系及飛機制造中的尺寸傳送體系及其實現(xiàn)其實現(xiàn)2.1 飛機制造的互換和協(xié)調(diào)飛機制造的互換和協(xié)調(diào)2.1.1 互換和協(xié)調(diào)的根本概念互換和協(xié)調(diào)的根本概念2.1.2 飛機制造中的互換要求飛機制造中的互換要求2.1.3 保證互換性的意義保證互換性的意義 飛機批

25、量消費要求其構(gòu)造零、組、部件具有一定飛機批量消費要求其構(gòu)造零、組、部件具有一定的互換性和嚴厲的協(xié)調(diào)性。的互換性和嚴厲的協(xié)調(diào)性。 互換性是產(chǎn)品相互配合部分的構(gòu)造屬性，它指同名互換性是產(chǎn)品相互配合部分的構(gòu)造屬性，它指同名零、組、部件在幾何尺寸、形位參數(shù)和物理、機械性零、組、部件在幾何尺寸、形位參數(shù)和物理、機械性能各方面都能相互取代而具有的一致性。能各方面都能相互取代而具有的一致性。 協(xié)調(diào)性指有協(xié)調(diào)關(guān)系配合、對應(yīng)關(guān)系等的幾何協(xié)調(diào)性指有協(xié)調(diào)關(guān)系配合、對應(yīng)關(guān)系等的幾何尺寸、形位參數(shù)都能兼容而具有的一致性。尺寸、形位參數(shù)都能兼容而具有的一致性。 由于飛機構(gòu)造零件眾多，型面復(fù)雜，尺寸大而剛度低，裝配階段容易

26、變形等特點，除了對普通零、組、部件的幾何尺寸和形位參數(shù)有互換性和協(xié)調(diào)性要求之外，還對部件氣動力外形和相對位置、部件對接分別面有互換協(xié)調(diào)要求；對零、組、部件的構(gòu)造強度、分量、重心位置等有互換性要求。 閱歷證明，單純靠采用公差配合制度和各種傳統(tǒng)的通用量具很難保證上述飛機制造的互換協(xié)調(diào)要求。分分類類按性質(zhì)分類按性質(zhì)分類運用互換性運用互換性消費互換性消費互換性外部互換性外部互換性內(nèi)部互換性內(nèi)部互換性完全互換完全互換不完全互換不完全互換交換交換按互換部位按互換部位按互換級別按互換級別互換性的分類1.氣動力外形的互換要求氣動力外形的互換要求 組合件和部件本身的氣動力外形互換組合件和部件本身的氣動力外形互換

27、 組合件、部件與相鄰件相對位置技術(shù)要求組合件、部件與相鄰件相對位置技術(shù)要求2.部件對接接頭的互換要求部件對接接頭的互換要求 對接配合部位的協(xié)調(diào)要求對接配合部位的協(xié)調(diào)要求 對接處間隙要求對接處間隙要求 對接處切面外形吻合性要求對接處切面外形吻合性要求3.強度互換要求強度互換要求4.分量包括重心互換要求分量包括重心互換要求 不言而喻不言而喻2.2.2 按獨立制造原那么進展協(xié)調(diào)按獨立制造原那么進展協(xié)調(diào)2.2.3按相互聯(lián)絡(luò)原那么進展協(xié)按相互聯(lián)絡(luò)原那么進展協(xié)調(diào)調(diào)2.2.4按相互修配原那么進展協(xié)按相互修配原那么進展協(xié)調(diào)調(diào)2.2.5三種尺寸傳送原那么的運用三種尺寸傳送原那么的運用2.2 保證互換協(xié)調(diào)的尺寸保

28、證互換協(xié)調(diào)的尺寸傳送原理傳送原理 從保證飛機產(chǎn)品幾何準確度的角度看，產(chǎn)品的制造從保證飛機產(chǎn)品幾何準確度的角度看，產(chǎn)品的制造過程就是將產(chǎn)品圖樣上的實際尺寸以最小的誤差傳送到過程就是將產(chǎn)品圖樣上的實際尺寸以最小的誤差傳送到產(chǎn)品上去的過程。傳統(tǒng)的飛機制造方式中，飛機零件大產(chǎn)品上去的過程。傳統(tǒng)的飛機制造方式中，飛機零件大多為鈑金件，不能用普通的機械加工方法來制造，而是多為鈑金件，不能用普通的機械加工方法來制造，而是利用大量的規(guī)范和公用的工藝配備來制造，這些工藝配利用大量的規(guī)范和公用的工藝配備來制造，這些工藝配備能以實物模擬量表達產(chǎn)品的尺寸和外形。在將這些零備能以實物模擬量表達產(chǎn)品的尺寸和外形。在將這些

29、零件裝配成組合件和部件時，其裝配準確度和互換性的保件裝配成組合件和部件時，其裝配準確度和互換性的保證方法也不能像普通機械產(chǎn)品那樣靠零件的制造準確度證方法也不能像普通機械產(chǎn)品那樣靠零件的制造準確度本身來保證，而必需求以上述裝配工藝配備來保證。本身來保證，而必需求以上述裝配工藝配備來保證。 在飛機制造中，將產(chǎn)品實際尺寸傳送到在飛機制造中，將產(chǎn)品實際尺寸傳送到工藝配備上去往往要經(jīng)過很多傳送環(huán)節(jié)和多工藝配備上去往往要經(jīng)過很多傳送環(huán)節(jié)和多次反復(fù)移形過程。在制定產(chǎn)品的裝配和協(xié)調(diào)次反復(fù)移形過程。在制定產(chǎn)品的裝配和協(xié)調(diào)方案時，要留意選擇合理的、能保證各類工方案時，要留意選擇合理的、能保證各類工藝配備協(xié)調(diào)的尺寸

30、傳送體系協(xié)調(diào)道路。藝配備協(xié)調(diào)的尺寸傳送體系協(xié)調(diào)道路。 工藝配備的協(xié)調(diào)道路是：根據(jù)所采用的尺工藝配備的協(xié)調(diào)道路是：根據(jù)所采用的尺寸傳送體系闡明，由產(chǎn)品圖紙經(jīng)過實物模擬量寸傳送體系闡明，由產(chǎn)品圖紙經(jīng)過實物模擬量模線、樣板、規(guī)范工藝配備或數(shù)字信息模線、樣板、規(guī)范工藝配備或數(shù)字信息產(chǎn)品幾何數(shù)學(xué)模型，將機體上某一配合或產(chǎn)品幾何數(shù)學(xué)模型，將機體上某一配合或?qū)硬课恢幸粋€或一組協(xié)調(diào)的尺寸和外形，傳對接部位中一個或一組協(xié)調(diào)的尺寸和外形，傳送到有關(guān)工藝配備上去的傳送環(huán)節(jié)、傳送關(guān)系送到有關(guān)工藝配備上去的傳送環(huán)節(jié)、傳送關(guān)系和傳送流程圖。和傳送流程圖。2.2.12.2.1保證協(xié)調(diào)準確度的根本方法保證協(xié)調(diào)準確度的根本方

31、法 無論是采用普通及其制造中的公差配合制度，還無論是采用普通及其制造中的公差配合制度，還是采用模線樣板方法作為飛機制造中保證互換性的方是采用模線樣板方法作為飛機制造中保證互換性的方法，產(chǎn)品互換性的根底都是保證制造準確度與協(xié)調(diào)準法，產(chǎn)品互換性的根底都是保證制造準確度與協(xié)調(diào)準確度。確度。 圖紙圖紙量具量具工藝配備工藝配備產(chǎn)品產(chǎn)品尺寸傳送過程尺寸傳送過程 顯然要使兩個相顯然要使兩個相互配合的零件的同名互配合的零件的同名尺寸相互協(xié)調(diào)，它們尺寸相互協(xié)調(diào)，它們的尺寸傳送過程之間的尺寸傳送過程之間就必然存在一定的聯(lián)就必然存在一定的聯(lián)絡(luò)。如下圖，零件絡(luò)。如下圖，零件A A和零件和零件B B是要相互協(xié)是要相互協(xié)

32、調(diào)的。假定調(diào)的。假定LALA和和LBLB是是協(xié)調(diào)尺寸，那么它們協(xié)調(diào)尺寸，那么它們的構(gòu)成經(jīng)過了許多次的構(gòu)成經(jīng)過了許多次尺寸傳送，其中有的尺寸傳送，其中有的是兩個尺寸公共的環(huán)是兩個尺寸公共的環(huán)節(jié)，有的尺寸是兩個節(jié)，有的尺寸是兩個尺寸各自的環(huán)節(jié)，后尺寸各自的環(huán)節(jié)，后者將產(chǎn)生兩個尺寸的者將產(chǎn)生兩個尺寸的協(xié)調(diào)誤差協(xié)調(diào)誤差A(yù)BAB。保證協(xié)調(diào)準確度的根本方法保證協(xié)調(diào)準確度的根本方法聯(lián)絡(luò)因數(shù)聯(lián)絡(luò)因數(shù)K表示兩個零件在尺寸表示兩個零件在尺寸傳送過程中的聯(lián)絡(luò)嚴密程度：傳送過程中的聯(lián)絡(luò)嚴密程度：)(221nnmKm1,獨立制造原那么；獨立制造原那么；m1, 相互聯(lián)絡(luò)原那么；相互聯(lián)絡(luò)原那么；n1n21,相互修配原那么。

33、相互修配原那么。2.2.22.2.2按獨立制造原那么進展協(xié)調(diào)按獨立制造原那么進展協(xié)調(diào) 制造誤差的方程式可以寫制造誤差的方程式可以寫成以下方式：成以下方式：110niiA210njjB 因此，因此，A和和B零件尺寸的零件尺寸的協(xié)調(diào)誤差可由下式確定：協(xié)調(diào)誤差可由下式確定： 2111njjniiBAAB協(xié)調(diào)誤差帶公式為：協(xié)調(diào)誤差帶公式為：2111njjniiAB 相互配合的零件，按獨立制造原那么進展協(xié)調(diào)時，協(xié)調(diào)準確度實踐上要低于各個零件本身的制造準確度。為保證兩個零件具有比較高的協(xié)調(diào)準確度，就要求各個零件應(yīng)具有更高的制造準確度。按獨立制造原那么進展協(xié)調(diào)按獨立制造原那么進展協(xié)調(diào)2.2.32.2.3按相

34、互聯(lián)絡(luò)原那么進展協(xié)調(diào)按相互聯(lián)絡(luò)原那么進展協(xié)調(diào)當(dāng)零件按相互聯(lián)絡(luò)制造原那么進展協(xié)調(diào)時，零件之間的協(xié)調(diào)準確度當(dāng)零件按相互聯(lián)絡(luò)制造原那么進展協(xié)調(diào)時，零件之間的協(xié)調(diào)準確度只取決于各零件尺寸單獨傳送的那些環(huán)節(jié)，尺寸傳送過程中的公共只取決于各零件尺寸單獨傳送的那些環(huán)節(jié)，尺寸傳送過程中的公共環(huán)節(jié)的準確度并不影響零件之間的協(xié)調(diào)準確度。環(huán)節(jié)的準確度并不影響零件之間的協(xié)調(diào)準確度。 制造誤差的方程式可寫成以下方式：制造誤差的方程式可寫成以下方式： 1110nmiimkkA2110nmjjmkkB 因此，因此，A和和B零件尺寸的零件尺寸的協(xié)調(diào)誤差可由下式確定：協(xié)調(diào)誤差可由下式確定： 協(xié)調(diào)誤差帶公式為：協(xié)調(diào)誤差帶公式為：

35、2111nmjjnmiiBAAB2111nmjjnmiiAB按相互聯(lián)絡(luò)原那么進展協(xié)調(diào)按相互聯(lián)絡(luò)原那么進展協(xié)調(diào) 假設(shè)其它條件一樣，采用獨立制造和相互假設(shè)其它條件一樣，采用獨立制造和相互聯(lián)絡(luò)制造兩種不同的協(xié)調(diào)原那么時，即使零件制聯(lián)絡(luò)制造兩種不同的協(xié)調(diào)原那么時，即使零件制造準確度一樣，但卻得到不同的協(xié)調(diào)準確度。按造準確度一樣，但卻得到不同的協(xié)調(diào)準確度。按相互聯(lián)絡(luò)制造原那么能得到更高的協(xié)調(diào)準確度。相互聯(lián)絡(luò)制造原那么能得到更高的協(xié)調(diào)準確度。而且在尺寸傳送過程中公共環(huán)節(jié)越多，協(xié)調(diào)準確而且在尺寸傳送過程中公共環(huán)節(jié)越多，協(xié)調(diào)準確度也就越高。度也就越高。 采用相互修配原那么進展采用相互修配原那么進展協(xié)調(diào)時，協(xié)調(diào)

36、準確度僅決議于協(xié)調(diào)時，協(xié)調(diào)準確度僅決議于將將A零件的尺寸傳送給零件的尺寸傳送給B零件時零件時這一環(huán)節(jié)的準確度。這一環(huán)節(jié)的準確度。 2.2.4 2.2.4 按相互修配原那么進展協(xié)調(diào)按相互修配原那么進展協(xié)調(diào) 這種協(xié)調(diào)原那么的聯(lián)絡(luò)系數(shù)這種協(xié)調(diào)原那么的聯(lián)絡(luò)系數(shù)K最大。在普通情況下，這種協(xié)調(diào)最大。在普通情況下，這種協(xié)調(diào)原那么比按相互聯(lián)絡(luò)制造原那么可以到達更高的協(xié)調(diào)準確度。原那么比按相互聯(lián)絡(luò)制造原那么可以到達更高的協(xié)調(diào)準確度。 制造誤差的方程式制造誤差的方程式可寫成以下方式：可寫成以下方式： A和和B零件尺零件尺寸的協(xié)調(diào)誤差可寸的協(xié)調(diào)誤差可由下式確定：由下式確定： 協(xié)調(diào)誤差帶公式為：協(xié)調(diào)誤差帶公式為：mk

37、kA101110mAmmkkB1mBAAB1mAB按相互修配原那么進展協(xié)調(diào)按相互修配原那么進展協(xié)調(diào)按按相相互互修修配配原原那那么么進進展展協(xié)協(xié)調(diào)調(diào)2.2.52.2.5三種尺寸傳送原那么的運三種尺寸傳送原那么的運用用 n根據(jù)飛機構(gòu)造和制造特點，對于與氣動外形有根據(jù)飛機構(gòu)造和制造特點，對于與氣動外形有關(guān)的零件，要到達較高的制造準確度比較困難，關(guān)的零件，要到達較高的制造準確度比較困難，或者在經(jīng)濟上不合理。但是為了保證互換，首或者在經(jīng)濟上不合理。但是為了保證互換，首先必需保證協(xié)調(diào)準確度。實踐上，在飛機消費先必需保證協(xié)調(diào)準確度。實踐上，在飛機消費中出現(xiàn)的問題大量是協(xié)調(diào)方面的。假設(shè)采用獨中出現(xiàn)的問題大量是協(xié)調(diào)方面的。假設(shè)采用獨立制造原那么，為到達協(xié)調(diào)準確度要求，就必立制造原那么，為到達協(xié)調(diào)準確度要求，就必需對零件制造準確度提出更高的要求。