上海飞机制造有限公司 201324
摘要:飞机部件对接基准的选择，直接影响飞机总装后的装配准确度，影响总装对接的制造和装配工艺难度，进而影响飞机的制造质量和生产成本。近年来，随着总装柔性对接工装的广泛应用，飞机部件对接可选择的基准也发生了较大变化。本文通过对多种部件对接基准的适用范围、应用发放、优缺点等进行综合的权衡分析，分别针对不同的分离面结构形式，提出部件对接基准选择的合理建议。
关键词：部件对接基准 装配准确度 分离面 柔性对接
1.引言
飞机装配过程中，为了满足飞机的使用、维护以及生产工艺上的要求，我们会把机体分解成为多个部件。相邻两个部件之间的对接形成了分离面，包括设计分离面和工艺分离面。部件对接基准是工艺基准，是用来确定各部件之间相对位置的存在于部件实体上的点、线、面。其目的是为了保证部件在对接时，处于正确的位置。
2.常用的部件对接基准
在选择部件对接定位基准时，可以选择分关键协调要素要素做为部件对接定位基准，一般情况下，部件对接的各个协调要素都应有一定的补偿。当某项协调要素没有对接的补偿时，该协调要求必需是部件对接的基准之一。还可以以定位测量点为基准，通过一些可测量的特征点，建立飞机坐标系进行对接，不以任一直接协调要素为基准。
常用的部件对接定位基准有：
a.对接面（含定位孔）或接头连接孔及定位导销孔；
b.部件外形；
c.定位测量点（水平测量点或预先设置的工艺测量点）。
以对接面（含定位孔）或接头连接孔及定位导销孔为基准，适用于：围框式机身对接；对接平面加孔连接的部件对接；交点连接的部件对接。
以部件外形为基准和以定位测量点为基准适用于常规的工艺分离面，这些分离面上无自动定位面和定位孔。如：机身部件对接、机翼与机身对接等。
3.部件对接基准的权衡分析
3.1.以对接面（含定位孔）或接头连接孔及定位导销孔为基准：
以对接面（含定位孔）或接头连接孔及定位导销孔为基准，分为两种情况，一种是机体结构自带的对接面（含定位孔）或者接头孔及定位导销孔；一种是在机体上附加的对接工装面（含定位孔）。
在设计分离面上，通常都会采用以对接面（含定位孔）或接头连接孔及定位导销孔为基准。个别工艺分离面，亦可以采用这种方法，例如：国产C919大型客机以及空客A350飞机的垂尾与机身的连接分离面，采用装配后精加工的方法，以对接面和定位孔为基准定位垂尾。
优点：对接面刚性好；对接定位简单；可以达到使用互换的要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
缺点：对接补偿量小，协调准确度要求高，制造加工难度大。
机体上附加的对接工装面（含定位孔）或者定位导销孔，安装分散的对接工装时，对接面结构刚性相对差，协调准确度难易保证；安装整体的对接工装时，工装庞大、结构复杂、重量大。
优点：一定程度上可以简化部件对接定位。
缺点：工装协调、制造、安装、拆除难度大。
3.2.以部件外形为基准
飞机的气动外形是飞机装配中要控制的一项非常重要的协调要素，然而仅以外形很难做到仅以外形为基准来实现部件定位，一般要结合其他结构轴线或部件相对位置的安装要求共同作为部件的定位基准。
优点：外形准确度高。
缺点：以整个部件外形为基准，对接测量、调整工作量和工作难度大。
3.3.以定位测量点为基准
以定位测量点为基准的本质，是建立各协调要素与定位测量点的位置关系，以再以定位测量点的位置，来确定各协调要素的位置，各协调要素之间一定存在补偿。
在部件交付前对定位量点和各协调要素进行测量，建立出各协调要素都满足装配协调要求的飞机坐标系，在这个坐标系内确定定位测量点的坐标值，部件对接时，通过定位测量点分别来恢复两个部件交付前测量时的飞机坐标系，使两个坐标系重合。通常的做法是，在装配区域内建立飞机坐标系，分别将两个或多个部件的定位测量点调整到理论位置，公差控制在一定范围内。
以定位测量点为基准，最重要的一个环节是如何确定定位测量点的理论值，这里的理论值并非是工程设计定义的名义值，而是部件交付前定位测量点的实测值。可以选择架内测量，即部件交付前在型架坐标系内（型架坐标系和飞机坐标系一致），解除型架夹紧约束，同时保证支撑状态与环境要求，测量各定位测量点的实测值。也可以选择架外测量，即在部件交付前按照部件对接的支撑状态与环境要求，对部件的各协调要素和定位测量点进行测量，确定各协调要素与定位测量点的位置关系，再将部件的协调要素与理论数模进行最佳拟合，并在理论坐标系内重新赋予定位测量点的实测值。
以定位测量点为基准，优缺点如下：
优点：部件对接定位时方便快捷；各协调要素的装配协调尺寸链长度相当，且尺寸链相对较短，装配协调难度低；结合柔性对接技术，工业上易实现。
缺点：基准点的选择受部件刚度影响大，需严格控制部件的变形情况，使部件测量与部件对接的支撑状态和环境（温度、湿度）尽可能一致，减少产品变形对坐标系恢复的影响。
4.飞机部件对接基准选择建议
综上分析，对飞机部件对接基准选择的建议如下：
a.部件对接面为设计分离面的，这些分离面处一般都有互换性要求，选择分离面上的连接面、连接孔为部件对接基准。如：舵面、活动面、起落架、发动机吊挂、发动机等。
b.部件对接面为工艺分离面，且机体结构自带对接面和对接定位孔时，优先选用对接平面和对接定位孔为基准。如：围框式对接的工艺分离面。
c.部件对接面为工艺分离面，且无自带的定位面或定位孔时，建议选择以定位测量点为基准，部件交付前按照部件对接的支撑状态和环境要求进行测量，部件对接时通过定位测量点实测值恢复飞机坐标系。如：机身段对接、机翼与机身对接等。
参考文献：
[1]佟立杰.基于激光跟踪仪的飞机部件对接调姿软件系统设计与开发[J].自动化与仪器仪表,2018(06):116-119.
[2]林雪竹. 基于全三维模型的飞机大部件装配对接测量方法及实验研究[D].长春理工大学,2016.
[3]高雪松. 基于某型飞机机身装配的技术研究[D].沈阳航空航天大学,2017.
[4]郭飞燕. 飞机数字量装配协调技术研究[D].西北工业大学,2015.
[5]刘楚辉. 飞机机身数字化对接装配中的翼身交点加工关键技术研究[D].浙江大学,2011.
论文作者:张佳鑫
论文发表刊物:《科技新时代》2019年7期
论文发表时间:2019/9/11
标签：部件论文; 基准论文; 测量论文; 飞机论文; 坐标系论文; 要素论文; 工装论文; 《科技新时代》2019年7期论文;