飞机装配工艺课程设计9911839隔框的装配型架设计学院：航空航天工程学部专业：飞行器制造工程班级： 1434030302学号： ************姓名：**指导教师：**沈阳航空航天大学2018年1月摘要飞机装配型架主要由：骨架、定位件、夹紧件和辅助设备组成。

其主要功用是保证产品准确度和互换性，改善劳动条件、提高装配工作生产效率，降低生产成本。

型架设计的主要内容有：型架设计基准选择；装配对象在型架中的放置状态；选择工件的定位基准，确定主要定位件的形式及其布置，尺寸公差的选择；工件的出架方式；型架的安装方法；型架结构形式的确定；骨架刚度验算；骨架支撑与地基估算；考虑温度对型架准确度的影响。

本文针对9911839隔框的相关结构特点，进行工艺分析，结合装配使用要求对该隔框进行了装配型架的设计，主要包括对两种形式加强筋的定位与夹紧，对缘条与腹板的定位与夹紧等，并对所设计型架的工艺特性进行简要的阐述与分析。

关键词： CATIA、型架、定位件、夹紧件、骨架目录第1章引言 (1)第2章装配件工艺分析 (3)2.1 工艺分离面的选择 (3)2.2 9911839隔框结构分析 (5)第3章装配型架及其零件设计 (6)3.1 装配型架的功用及技术要求 (6)3.2 产品的放置状态 (7)3.3 产品的出架方式 (7)3.4 骨架的设计 (8)3.5 定位件与夹紧件的设计 (9)3.6 温度对型架准确度的影响 (12)第4章型架的安装 (14)4.1 安装方法的选择 (14)4.2 标准样件安装方法优缺点 (14)4.3 型架的安装过程 (14)4.4 型架总装图 (15)第5章创建二维工程图 (16)总结 (17)参考文献 (18)第1章引言飞机装配过程就是将大量的飞机零件按图纸、技术条件进行组合连接的过程，一般是由零件先装配成比较简单的组合件和板件，再逐步装配成比较复杂的段件和部件，最后将各部件对接成整架飞机。

飞机机体是结构复杂、要求严格的产品。

为保证装配工作顺利进行，工作时必须依据装配工艺规程进行。

新机装配工艺过程是根据飞机结构、技术条件和生产规模制定的。

部件装配指令性工艺规程包括部件装配各阶段的内容、装配基准、定位方法、装配用的主要工艺装备、设备和检验方法，以及主要零、组件等供应状态和装配各阶段的交付状态等。

在部件装配指令性工艺规程基础上，制定装配各阶段的工作工艺规程，工作工艺规程是进行装配工作的依据。

飞机装配过程中采用了许多适合飞机结构和生产特点的工艺装备——型架。

由于飞机结构复杂，大量采用尺寸大而刚度小的薄板、型材零件，飞机外形要求高，在装配各阶段，都必须采用尺寸大的、结构复杂的装配型架，以保证装配的准确度。

因此，型架的准确度对保证飞机装配的准确度起决定性作用。

为保证飞机装配的准确度，必然对型架制造的准确度提出更高的要求。

其次，每个部件在各个装配阶段，都采用各不相同的型架，在型架安装过程中还要这些型架之间的协调准确度。

在产量比较大的情况下，某些型架可能需要复制几台，必须保证这几台型架的一致性。

还要保证装配型架和零件加工工艺装备的协调准确度。

飞机总装配大致包括以下工作：飞机机身各部件的对接，进行水平测量；安装调整发动机、燃油和滑油系统、安装调整发动机操纵系统；液压和冷气系统的设备、附件和导管的安装；起落架及其收放机构、信号系统的安装、调整和实验；飞机操纵系统的安装与调整；电气、无线电、仪表设备与电缆的安装、敷设和实验；高空救生设备的安装和实验；特种设备的安装和实验。

在成批生产中，飞机采用流水生产的组织形式。

基准部件沿流水线移动，其他部件则在总装的不同阶段进入装配，各系统、设备和附件等也在不同阶段安装到飞机上去，最后总装出整架飞机。

第2章装配件工艺分析2.1 工艺分离面的选择为了生产的需要，需将飞机各部件进一步划分为锻件，锻件进一步划分成板件、组合件等各种装配单元，这种为满足生产需要而划分的分离面称为工艺分离面，工艺分离面一般采用不可卸连接。

各部分零件的结构如下图所示：（1）缘条：图2.1 上缘条图2.2 下缘条（2）腹板：图2.3 腹板（3）角型加强筋：图2.4 角型加强筋（4）T型加强筋：图2.5 T型加强筋（5）几型加强筋：图2.6 几型加强筋2.2 9911839隔框结构分析9911839隔框的结构由13个钣金件组成，结构较为复杂，进行装配时，部件在装配连接部位采用铆接，对它们进行装配时只需控制好它们的相对位置即可。

由于该隔框是组合件，属于飞机的骨架结构，因此，型架的设计基准选择以骨架的外形为设计基准。

总体设计采用内外卡板辅助及必要的定位件和夹紧件以保证设计的型架能达到产品设计公差的要求。

该组合件的结构简图如下图所示。

图2.7 9911839隔框三维实体模型第3章装配型架及其零件设计3.1 装配型架的功用及技术要求（1）装配型架构造：装配型架由以下四部分组成：①骨架：它是机床的基体。

用以固定和支持定位件、夹紧件等其他元件，保持各元件的空间位置准确度及其稳定性，骨架应具有足够的刚度。

②定位件：它是型架的主要工作元件，用于保证工件在装配过程中具有准确的位置。

定位件应准确可靠、相互协调和使用方便。

③夹紧件：它是使工件牢靠地固定在定位件上的加力元件，夹紧件应装夹迅速可靠、使用方便，不致损伤工件表面。

④辅助设备：包括工作踏板、托架、起重吊挂、地面运输车、照明、压缩空气管路等。

辅助设备也是使工作方便、安全、减轻劳动强度、提高生产率等必不可少的组成部分。

（2）型架的功用及特点：①保证产品的准确度及互换性。

即保证进入装配的零件、组合件、板件或段件在装配时定位准确，保证其正确的形状和一定的工艺刚度，以便进行连接，在装配过程中限制其连接变形，使连接装配后的产品符合图纸及技术条件的要求。

②改善劳动条件、提高装配工作生产率，降低成本。

由于飞机形状复杂，刚度又小，在飞机装配中采用型架，就更能发挥夹具定位夹紧迅速可靠的效果。

通过装配型架将工件放在适当位置，操作方便，提高工作效率。

（3）对装配型架的一般要求：①装配型架定位件必须有较高的位置准确度：要正确选择定位件的结构及配合精度；要选择适当的安装方法，因为型架的准确度是靠安装来实现的；必须合理选择型架骨架及其他元件的几何尺寸既要有足够的刚度，又不笨重；注意解决型架准确度的稳定性问题。

②提高装配工作的效率：工件在装配型架上的位置应使工人在最有利的姿态下进行操作，当使用手提风动工具时，最有利的姿态是站着，在高度为1.1至1.4米范围内进行钻孔、铆接等其他操作；在保证产品质量的前提下，使型架结构尽可能开敞，以便接近工件、安放工件和零件出架。

③型架构造要简单，元件应标准化：型架构造的简化和元件的标准化，对于减少型架制造及安装的工作量，缩短生产准备期和降低成本有着根本性作用。

④型架构造要便于定期检查：如型架骨架上应装有标准样件和量规定位用的标高座或光学仪器用的光学线等。

3.2 产品的放置状态产品的安放位置要使工人在最有利的姿势下进行工作，同时要便于参与装配的零件的操作，以及装配好的产品从型架中取出。

产品在型架中的位置状态分为卧放、侧放、竖放、平放、转动、移动等。

根据产品尺寸形状，为保证其有良好的装配工作条件，利于工人铆接工作，该9911839隔框选用转动。

3.3 产品的出架方式考虑产品出架方式时主要考虑：厂房吊车的提升高度；工艺布置；型架结构布局的合理性。

为使产品便于从型架中取出和在出架过程中不致损害产品，型架结构应开敞，型架元件同产品之间应有足够的空间。

产品出架方式有上方出架、侧向出架、纵向出架等。

考虑零件尺寸形状及工件的定位夹紧等，该9911839隔框型架选择上方出架。

3.4 骨架的设计根据《飞机装配工艺学》可知，骨架分为框架式、组合式、分散式、整体底座式等，由于9911839隔框零件形状较为简单，故选用框架式型架。

结构形式如图3.1所示。

图3.1 骨架根据零件尺寸形状，采用转动式型架，连接处结构如图3.2所示。

图3.2 骨架连接3.5 定位件与夹紧件的设计（1）缘条与腹板的定位与夹紧：在9911839隔框中，上下缘条与腹板为两个主要零件，所以应首先考虑其定位夹紧，切需要保证定位件与工件接触面外形相合，因工件采用上方出架方式，设计时应考虑开敞性，故将位于工件上方的定位夹紧件设计成折动式。

其中上缘条为T型材，采用四个Z型材进行定位，结构如图3.3所示，与型架骨架采用螺栓连接。

图3.3 上缘条定位件下缘条为角型材（钝角），为了工件出架方便，设计实用五个可调定位件进行定位，结构如图3.4所示，与型架骨架采用特种螺栓连接，结构如图3.5所示。

图3.4 下椽条定位件图3.5 下椽条定位件固定螺栓腹板两端用一个Z型材进行定位，结构如图3.6所示，与骨架采用螺栓连接。

图3.6 腹板定位件缘条与腹板的夹紧采用定位支撑件与折动螺旋式压紧器配合，定位支撑件安装在骨架背面，与缘条直接接触，起支撑与定位作用，在骨架正面同一位置固定折动螺旋式压紧器，保证压紧头与支撑头位于同一轴线，结构如图3.7所示。

图3.7 缘条与腹板夹紧件（2）T型与角型加强筋的定位与夹紧：T型与角型加强筋借助缘条与腹板夹紧件进行定位与夹紧，将夹紧件的安放位置设计在T型及角型材两端，压紧头压住加强筋并紧贴加强筋立棱，同时起到定位于夹紧作用，结构如图3.8所示。

图3.8 T型与角型加强筋的定位夹紧件（3）几型加强筋的定位与夹紧：对于几型材，根据《航空工艺装备手册—飞机装配夹具设计》中几型材定位的定位形式进行定位。

设计定位件如图3.9所示。

因几型材及定位件尺寸形状，没有合适的支座标准件用来安装定位件，故设计支座如图3.10所示。

装配关系如图3.11所示。

图3.9 几型加强筋的定位夹紧件图3.10 支座图3.11 安装结构图3.6 温度对型架准确度的影响（1）不同材料在不同温度下形成的尺寸误差：飞机机体结构中大多数零件是铝合金制成的，而飞机装配型架则主要由钢或铸铁制成的，二者的膨胀系数有相当大的差别。

在工业过程中，一个名义尺寸经过多次不同材料的夹具或量具的传递后，会因温度不同而造成误差。

这个误差可称之为尺寸的热膨胀协调误差。

（2）热膨胀协调误差的影响：①标准工艺装备的材料不一致时，当其制造与对合不在同一温度进行时，将引起其相互间对合的不协调；②同一标准工艺装备在不同温度下分别制造，其与该标准工艺装备材料不同的两型架之间的不协调；③同一型架上不同材料的构件在不同温度下分别制造时的不协调，或在具有较大温差条件下使用的不协调；④钢制型架在不同温度下装配的产品之间的不协调。

（3）减少热膨胀协调误差的方法：在飞机设计方面：可以采用设计补偿法，留出热膨胀间隙或设置补偿零件。

也可以适当设计分离面以缩短需要协调的尺寸长度。