機(jī)身部件對(duì)合臺(tái)的設(shè)計(jì)與制造

周洪巖

（沈陽(yáng)飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司，沈陽(yáng) 110850）

在飛機(jī)制造廠的裝配車間中，不只是有裝配型架，還有配套型架、補(bǔ)鉚型架、對(duì)合型架以及精加工臺(tái)等。不同種類的型架雖然各有其特殊作用，但是型架的結(jié)構(gòu)和安裝工藝是通用的。型架結(jié)構(gòu)形式大致可以分為兩類，即整體式型架和分散式型架。本文闡述的正是分散式型架——機(jī)身對(duì)合裝配型架。

1 對(duì)合臺(tái)的功能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.1 對(duì)合臺(tái)的功能

后機(jī)身產(chǎn)品由左、右發(fā)動(dòng)機(jī)艙和中艙等組件構(gòu)成。對(duì)合的過程主要包括左、右發(fā)動(dòng)機(jī)艙與中艙的連接，儀表艙上、下壁板的安裝，并按技術(shù)要求保證發(fā)動(dòng)機(jī)艙與中艙各框之間的間隙。在保證發(fā)動(dòng)機(jī)交點(diǎn)的同時(shí)，還要保證發(fā)動(dòng)機(jī)艙與中艙各框的間隙、左、右發(fā)動(dòng)機(jī)艙與中央翼模擬器的間隙。

1.2 對(duì)合臺(tái)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.2.1 外形尺寸巨大

對(duì)合臺(tái)型架是分散式框架，地基框架尺寸7500mm×8200mm，該地基框架采用整體框架組焊成，地面上框架高2275mm。

1.2.2 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、定位交點(diǎn)和協(xié)調(diào)關(guān)系多

型架由六部分組成：地基、框架、架車、定位器、卡板、輔助裝置。特別是中央翼接頭定位器、垂尾接頭定位器、儀表艙定位組件，分別采用單獨(dú)的框架裝配，該框架可繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)90°，方便飛機(jī)上、下架。中央翼接頭定位器、垂尾接頭定位器交點(diǎn)按標(biāo)準(zhǔn)量規(guī)協(xié)調(diào)。

2 對(duì)合臺(tái)的設(shè)計(jì)與制造

2.1 地基的設(shè)計(jì)、制造與調(diào)整

為保證飛機(jī)裝配后的精度要求，提高型架的剛度和強(qiáng)度，采用整體式地基框架，避免地基變形增大飛機(jī)的制造誤差。在地基的制造過程中，為方便工人操作和實(shí)際運(yùn)輸，將地基框架按照對(duì)稱線分成四部分分別組焊，為減少地基框架變形，框架進(jìn)行振動(dòng)消除應(yīng)力。將地基框架運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，按藍(lán)圖尺寸將四個(gè)框架擺到正確的位置，利用自制的調(diào)整頂絲調(diào)整框架，用水平儀找正框架水平，最后利用連接板將框架連接，完成地基框架的安裝、調(diào)整工作。

在地基框架的四周安裝四個(gè)工具球座，利用激光跟蹤儀建立基礎(chǔ)坐標(biāo)系，并對(duì)圖示工具球打出實(shí)測(cè)值。利用激光跟蹤儀按藍(lán)圖尺寸安裝支座（HB495），此方法優(yōu)點(diǎn)在于充分利用儀器，減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并能準(zhǔn)確確定支座位置，其中支座（HB495）為標(biāo)準(zhǔn)件，其上面鉆有連接地基、型架骨架的鉆模孔。以往實(shí)踐證明，由于裝配能力的限制，與骨架連接的鉆模孔在裝配前鉆出，不能與型架骨架準(zhǔn)確連接，浪費(fèi)制造成本。最為合理的方法是型架骨架確定好準(zhǔn)確位置后，再由鉗工用磁力鉆配置出連接孔，最后配合基建打地基，保護(hù)好工具球座。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)安裝與調(diào)整

由于該型架比較大，按圖紙安裝四個(gè)工具球建立基礎(chǔ)坐標(biāo)系后，為便于后續(xù)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，盡可能一次多建一些ERS點(diǎn)，按ERS點(diǎn)的優(yōu)選原則，在地基適當(dāng)位置上建立ERS點(diǎn)，一些大的支座也建立ERS點(diǎn)，確保移動(dòng)激光跟蹤儀時(shí)，測(cè)量點(diǎn)都能看到。

特別不好調(diào)整的是框上的六個(gè)大梁定位器，大梁定位器調(diào)整好后與框架澆白水泥固定。該定位器上有三個(gè)工具球，由于該定位器懸在空間，前后沒有支撐，不易調(diào)節(jié)。現(xiàn)場(chǎng)按實(shí)際情況，在每個(gè)梁定位器前后兩端點(diǎn)焊四個(gè)螺母，用螺栓頂著大梁定位器，調(diào)整直至符合工具球值。

現(xiàn)場(chǎng)裝配時(shí)，由于零件比較多，裝配周期短，機(jī)身對(duì)合型架是分散式框架，各組件可平行作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)三臺(tái)激光跟蹤儀同時(shí)在不同角度開始安裝各個(gè)零件。輔助框架、測(cè)量工具套、工具銷及墊片提前做好，可以為該工裝的順利安裝做好充分準(zhǔn)備。

3 技術(shù)難點(diǎn)

3.1 翻轉(zhuǎn)式支臂加工困難，裝配困難

中央翼懸掛接頭定位器定位支柱高2235 mm，寬492mm，要求加工2-Φ90H7孔同軸，非常困難。由于框架用方管、槽鋼、連接板組焊，零件表面腐蝕且有焊接變形，鏜床加工孔時(shí)沒有定位基準(zhǔn)，孔易鏜偏。

解決辦法：組焊時(shí)在槽鋼框架中焊接的套筒外徑尺寸加大，圖紙尺寸Φ110mm，改為Φ150mm，內(nèi)孔制初孔Φ60mm。在側(cè)面點(diǎn)焊4塊平板作為加工工藝基準(zhǔn)，銑床加工時(shí)，保證側(cè)面與底面垂直。鏜床加工孔時(shí)，側(cè)面4塊平板立在平臺(tái)上，鏜床直接鏜孔就能加工，確保孔不鏜偏。由于機(jī)加能力的限制，加工500mm長(zhǎng)距離，由于鏜刀剛度不夠，加工出來的孔出現(xiàn)錐孔，長(zhǎng)襯套出現(xiàn)橢圓形，導(dǎo)致襯套按實(shí)際配車。該支座裝配時(shí)，兩端2-Φ90H7孔壓一個(gè)內(nèi)孔是Φ60H7的帶臺(tái)襯套，襯套長(zhǎng)170mm，兩端在里側(cè)壓套，不好裝配。根據(jù)裝配需要，兩端做兩個(gè)導(dǎo)套，做一個(gè)600mm長(zhǎng)的Φ60f6的定位銷，確保該帶臺(tái)襯套能夠同軸壓入。

3.2 垂尾支座加工困難，裝配困難

垂尾支座采用可翻轉(zhuǎn)形式，搖臂沿著轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)90°。設(shè)計(jì)利用兩支柱通過方管連接而成。實(shí)際上，人們是將兩支柱分開單獨(dú)加工，并在支柱上焊接工藝平版，完成圖紙加工任務(wù)。按圖紙裝搖臂時(shí)，由于搖臂太重，框架尺寸大，人工移動(dòng)費(fèi)勁，孔稍偏一點(diǎn)，都插不上。

解決辦法：在側(cè)面點(diǎn)焊4塊平板作為加工工藝基準(zhǔn)，鏜銑床加工時(shí)，保證側(cè)面與底面垂直。鏜床加工孔時(shí)，側(cè)面4塊平板立在平臺(tái)上，鏜床直接鏜孔就可以，確保孔不鏜偏，不垂直于底面。裝配時(shí)，把其中一個(gè)框架放在平臺(tái)上，利用機(jī)加加工的平面與平臺(tái)垂直，在平臺(tái)上調(diào)整框架，保證孔垂直于平臺(tái)，澆砂固定框架。把搖臂用吊車起吊，慢慢插入軸中，由于搖臂長(zhǎng)520mm，孔必須垂直于平臺(tái)，用吊車慢慢點(diǎn)動(dòng)。而最上面的支座用吊車起吊，在平臺(tái)上調(diào)平，用千斤頂頂住，慢慢敲打上面的支座孔附近，使其對(duì)準(zhǔn)軸慢慢進(jìn)入，頂著上面支座的千斤頂慢慢松動(dòng)，上面的支座不斷下降，最終完成垂尾支座的組裝工作，如圖1所示。

圖1 垂尾支座安裝示意圖

3.3 量規(guī)在空間不易定位

中央翼接頭定位器按量規(guī)協(xié)調(diào)，量規(guī)按工具球固定好位置后，在定位器上打出工具球?qū)崪y(cè)值。量規(guī)如何在空間定位和調(diào)整，是現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)需解決的難題。根據(jù)生產(chǎn)需要，在數(shù)模上做一個(gè)定位量規(guī)的框架。該框架側(cè)面靠近量規(guī)的地方用槽鋼圍成矩形，與量規(guī)有40mm間隙，可用頂絲頂著量規(guī)微調(diào)，量規(guī)下面也可用頂絲微調(diào)，這樣就保證支撐量規(guī)的框架地面固定好后，量規(guī)可上下、左右、前后微調(diào)節(jié)，確保量規(guī)準(zhǔn)確定位。

4 結(jié)語

機(jī)身對(duì)合臺(tái)屬于分散式大型裝配工裝，零件生產(chǎn)和組裝全部按數(shù)字化制造，有效提高了裝配工裝的制造精度。在工裝研制過程中，筆者通過結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用功能、協(xié)調(diào)基準(zhǔn)等方面的詳細(xì)分析，創(chuàng)造性地突破了一些數(shù)字化的關(guān)鍵制造技術(shù)，如翻轉(zhuǎn)式支臂和垂尾支座的研制、量規(guī)的空間定位技術(shù)等。這都為整個(gè)工裝的使用效能和穩(wěn)定性提供了保證和支持，也縮短了工裝維護(hù)中的檢查和返修時(shí)間。飛機(jī)數(shù)字化裝配工裝制造技術(shù)已經(jīng)成為飛機(jī)制造行業(yè)的主導(dǎo)發(fā)展方向，隨著經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，數(shù)字化工裝的設(shè)計(jì)也將更加快捷、合理，使飛機(jī)制造水平邁上新臺(tái)階。

[1]張暉武，武厚忠.輕型飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件工裝的設(shè)計(jì)與制造[J].航空制造技術(shù)，2000，（1）：47-48.

[2]《飛機(jī)制造工程手冊(cè)》總編委會(huì).飛機(jī)制造工程手冊(cè)（飛機(jī)工藝裝備分冊(cè)）[M].北京：航空工業(yè)出版社，1994.

[3]方若愚.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè).上海：上海科技出版社，1983.