基于預裝配精度分析的飛機關鍵裝配工序質量控制技術

摘 要：飛機的結構裝配工作無疑需要極高的精度，當前開發出了預裝配精度分析工作體系，分析在實際的裝配中可能出現的誤差，在此基礎上防范誤差。基于對預裝配工作技術特點和工作思路的分析，本文提出了該項工作的具體應用方法，在此基礎上提出飛機關鍵裝配工序的質量保障方式，使飛機的各結構安裝精度符合指標。

關鍵詞：預裝配方法;精度分析工作;飛機裝配方法

中圖分類號：V262.4 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）07-0085-02

0引言

在預裝配工作技術的實施中，原理為通過當前開發出數學分析軟件的使用，研究配件裝配過程中產生的誤差來源，在此基礎上將相關參數進一步調整，從而讓最終獲得的工作成果具有可實現價值，此外該過程中也要為實際裝配工作奠定基礎，尤其需要研究相關工作形式的實現方法。

1預裝配工作技術的特點和工作思路

1.1數字化參數獲得

在數字化參數的獲得階段，需要根據飛機關鍵構件以及普通構件的本身參數確定，之后在建成的三維數學模型軟件中將相關參數輸入，形成飛機的各結構面以及隱藏固定件的本身模擬結構，并對其正確裝配[1]。安裝過程中需要設定坐標系，以模擬飛機的實際裝配過程各個區域上的裝配，使結果具有更高的可利用價值，在完成了全面性的裝配工作之后，可通過軟件中自帶的系統研究根據工作流程制定的飛機模型是否滿足誤差的控制需求，當發現不能達到目的時，則需要分析現有工作模式中存在的缺陷。

1.2裝配工作過程模擬

在裝配工作的過程模擬階段，首先需要研究在數學模型中需要設立的坐標系，通常情況下根據飛機內部的關鍵性構件將其設定為坐標原點，或者將飛機機鼻部分頂點設置為原點，之后根據裝配模型的實際工作區域完成零件的裝配之后再形成具體的裝配結構。其次要分析各類關鍵構件的運行指標和作用目的，由于在現代飛機中通常采用多個備用器件協同運行的模式提高飛機的運行安全程度，所以在具體的工作階段需要通過對該結構的實施和確定，讓最終獲得的成果獲得進一步的升級。最后需要完成對所有零部件的坐標點分析和研究任務，以分析實際操作過程中可能存在的質量缺陷。

1.3裝配結果誤差分析

誤差分析過程通常不考慮各類結構的本身誤差，而是要分析裝配過程存在的缺陷，所以在實際的測量階段，需要分析各類零部件的本身坐標，之后將其和已經建立的參考系對比即可。比如對于某機械構件的裝配，將其安裝之后測量各類部件之間的縫隙參數、實際的安裝位置以及后續運行過程中可能存在的誤差產生因素，尤其需要研究在振動載荷下該結構是否能夠保持穩定運行狀態，即在實際的運行中不會出現結構件的脫落、變形等問題，當發現這類問題存在之后，則需要對相關結構件進行進一步的調整，讓其能夠處于穩定的工作環境。

1.4裝配工作誤差處理

在飛機的裝配過程中需要滿足對于裝配過程中的誤差處理工作要求，根據當前采用的裝配模式和數字化模擬研究各結構，分析誤差產生原因和最大誤差產生量，基于此才可以讓獲得的實際裝配工作誤差保持在要求的工作區間內。實際的工作階段，需要研究采取的實際裝配技術、相關元器件的協調模式、各類器件的最終獲得坐標量等參數，可以在數字化系統的建設過程對同一結構進行多次的安裝，當發現產生的所有數據都無法獲得較高精度表現時，則可確定當前采用的裝配工作模式和實際的工作標準不符。

2基于預裝配精度分析的飛機關鍵裝配工序內容

2.1表面結構裝配

表面結構裝配中，需要根據各類構件的作用區域和工作表現，研究對其的裝配模式，比如對于飛機表面結構中的進一步裝配需要具有高精度，同時要確保固定連接裝置、相關固定零件以及該結構的本身參數具有極高的精度表現，之后才可以讓該系統的運行質量獲得提高。在具體的工作過程中，對于機身的尾段，涉及機身的大開口機構、機身艙段以及其他構件的安裝，裝配復雜度較高，裝配過程可以根據分析軟件中已經構造的坐標系，獲得了各個構件的參數之后，按照三維坐標系安裝，確定各類構件的連接件、接口區域的對接狀態，尤其是對于出現了連接縫隙的區域，要分析問題的出現原因，從而讓該系統的實際運行指標獲得更好的建設，讓所有連接架的結構運行和使用過程都可以保持安全穩健運行狀態，同時在后續的運行過程根據該結構的應有工作模式給予保障。

2.2機身大開口結構設備裝配

飛機機身中通常會設置大開口結構，該結構需要具備極高的精度，才可以在艙門結構、活動版塊的建設中發揮作用。其中這類結構的裝配難點是，除了能夠讓艙門的一段和飛機機身鉸接，另外活動端要和液壓構件連接，從而使該裝置可以在后續的工作中接受控制指令。預裝配工作的具體落實中，一方面要確保艙門結構的建模精度符合要求，需要完全按照各個結構的本身參數獲得模型，另一方面也要分析在艙門關閉之后是否可以精準對接，以提高該系統的實際工作狀態。在現代飛機的大開口結構中，會在機艙的內部通過建成連接件讓機身和艙門可以同時對接，則在建成了該結構之后，確定了坐標系之后，分析艙門和機身的卡榫結構能否對接。

2.3結構桁架裝配

現代飛機結構中存在多種桁架結構，其作為飛機本身的承力結構和其他的重要結構，需要保證本身的裝配精度符合各項工作指標，在具體的工作階段，結構桁架首先要根據已經建成的坐標系研究對其的搭配位置，其次要正確安裝并限定工作載荷，最后研究自由度的分配情況，要求所有的參數都需要經過全面化的探討[2]。比如對于飛機的機身來說，通常情況下建立的桁架要能夠承載飛機飛行過程中的空氣動力，并且抵抗在地面停放過程中的重心下降影響，而飛機的三個起落架呈現三角支撐結構，所以需要分析重心的具體位置，之后研究機身中的龍骨以及其余的桁架系統是否能夠有效支撐當前的重心載荷，同時研究不同安裝情況下對于該結構的支撐水平。

2.4工程參數分析

在工程參數的分析中，首先要研究目前的所有裝配結構是否能夠完全按照飛機的裝配要求完成任務，其次要研究工程的相關參數是否具備極高的運行精度，最后要分析該結構的后續運行表現，只有所有的工程參數都符合工作指標的情況下，才可認為當前該項工程的實際運行表現可以符合相關工作的要求。在具體的工作中，要求相關工程參數的分析階段，要根據當前建成的飛機裝配模式和運行標準，實現對于各類數據的有效供給和分析，而之后則需要進一步研究當前該參數的實際作用表現，通過對于各類坐標的使用研究實際產生的誤差量。

2.5工作路徑規劃

在工作路徑的規劃階段，要根據獲得的數字模擬結果研究實際工作中可能產生的誤差類型和誤差總量，在此基礎上實現對于各類問題的有效解決。比如在某工程實際分析階段，發現在長期采用同一方向時最終產生的誤差量超出限制，已經高于該構件裝配中的誤差要求，可確定當前采用的實際建設模式和專業標準與相關要求不符，今后需要探討這一問題的產生原因，包括工作人員的素質原因、工作方法原因、管理模式原因等，針對所有數據綜合性考量之后，才可以為后續的升級工作提供幫助。

3基于預裝配精度分析的飛機關鍵裝配工序質量控制方法

3.1表面結構限定

在表面結構的限定階段，需要根據當前各類結構的實際裝配模式和連接強度要求，研究實際裝配過程中可能產生的誤差量，并提出針對各類誤差的限制方式，從而讓最終建立的專業化工作手段具有更高的可實施性作用[3]。比如在飛機尾段的裝配階段，其在正常運行中可能出現的問題包括各連接架的裝配精度不足、相關固定件的裝配強度不足、表面結構的相互連接效果較差等，在后續的裝配階段，要根據該結構的具體作用表現和工作模式，詳細分析需要投入的管理方法，比如將該結構中的相關連接構件和后續建成的綜合管理工作體系之間建立協同合作關系，并且各類連接構件的安裝強度也需要符合要求，防止由于連接強度問題導致其在后續的運行過程中出現安全損壞故障。另外在后續的工作和管理體系內，也需要將該系統的表面結構做出進一步的限定，需要形成的安裝和監理系統同時記錄各類工作數據，并考慮采用激光測距技術跟蹤實際的裝配點。

3.2大開口結構的安裝方法

在大開口結構的裝配中，首先要分析誤差較大問題的實際產生原因，此次要確保所有零件的自身精度可以達到標準，最后是實際裝配方法的確定。目前的機艙大開口結構中，通常會讓大開口部分艙門和機身機構中的復合材料框架鏈接，該框架會圍繞整個艙門結構裝配，實際工作中，要通過對于當前已經建成了的專業化工作模式和專業工作模式，在機身結構上設定參考系，并且嚴格控制各類結構的安裝位置。此外當前的飛機裝配中已經開始采用激光測距點跟蹤技術分析各類零件的設定標準值，要求實際裝配中要根據預裝配工作參數確定跟蹤點位置。

3.3結構桁架安裝

在結構桁架的安裝階段，要根據該桁架的作用類型和對于機身強度造成的影響，落實全面化的探討工作，從而讓最終建立的工作指標更具有使用價值。比如在具體的工作過程，桁架需要使用專門的固定螺母進行實際的裝配，要求該系統的具體作用強度符合工作要求，此外在桁架的進一步固定過程，通過對數字模擬軟件的使用，研究了在各頻率振動情況下飛機的自身結構強度，已經提出了針對不同區域的強度參數優化模式，則在后續的裝配過程中，要根據當前采用的試驗方法，進一步優化工作手冊，讓所有的工作人員可按照該工程的相關要求完成任務。

3.4工程參數設定

在工程參數的設定階段，要根據現有的工作模式實現對于所有參數的綜合有序管理，才可以確保最終獲得的相關參數具有更高的參考意義[4]。比如對于某結構件的安裝強度分析，在數字化模擬中發現雖然強度可以得到保障，但是在實際的安裝過程中其坐標方面可能存在一定的偏差，則在具體的參數確定過程要研究建模過程是否存在問題，或者分析該零部件在后續的加工階段是否經過了革新等，當發現鏈接部件的尺寸經過了變化，則可認為相關構件的參數需要經過重新設定，以進一步分析可能產生誤差的原因。

3.5工作路徑劃分

在工作路徑的劃分過程，一方面要研究現有的模擬工作，基于最終裝配誤差產生量的表現效果，另一方面要分析誤差產生過程中的消除方法。比如對于某機械構件，雖然模擬過程未發現嚴重的誤差問題，但是實際裝配中由于該構件的裝配空間被其他零件侵占，則實際的劃分模式為，通過對該構件的實際運行狀態表現，研究其它零件的尺寸參數，并進行進一步的試驗，該過程中落實相關數據革新任務，使最終獲得的專業化指導裝配方案具有可實施意義。

4結語

綜上所述，飛機結構裝配中，預裝配工作任務為通過三維建模軟件的使用，分析實際工作中可能存在的誤差表現量，并提出針對該誤差的具體消除工作方法。后續工作中，給通過對各類誤差產生原因的分析和探討，提出針對不同工作內容的進一步優化模式，以降低裝配過程中產生的實際誤差量。

參考文獻

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[3] 劉殷杰，田錫天，耿俊浩，等.飛機薄壁零件裝配偏差建模與仿真分析[J].機床與液壓，2020，48（2）：138-143.

[4] 張敏，田錫天，耿俊浩，等.基于預裝配精度分析的飛機關鍵裝配工序質量控制技術[J].航空制造技術，2019，62（5）：51-56.

收稿日期：2020-03-04

作者簡介：肖紅波（1991—），男，陜西漢中人，本科，中級工程師，研究方向：數字化裝配、產品裝配可視化。