第七节__装配型架的设计
题简化为简支梁和柱的情况。对于一些复杂的型架,如一些多支点的 整体底座式型架,只能采用有限元法用计算机进行迭代计算。
比较常用的有限元软件如:NASTRAN、ANSYS、MARK等。
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7.5 型架的外形定位件及夹紧件
定位指零件占据某一位置,夹紧就是把工件夹住。 (一)型材零件的定位夹紧件
主要用来定位长桁、隔框、翼肋、梁钣金零件,
3:产品装配方案或指令性工艺规程和工艺装备协调图表 。
▪ 在该型架上进行装配的零件、装配件的供应状态和先后顺序; ▪ 在型架内定位的零件、组合件及其定位方式,所使用的工具和设备
(如铆接中所用的风钻、铆枪和手提压铆机等);
▪ 该型架的协调关系及安装型架用的标准工艺装备,即制造和协调依据。
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4:型架设计技术条件 。 是工艺人员与型架设计人员协商后写成的。其内容包括;
卡板的工作外形根据标准样件用 环氧胶泥塑造。
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(3)卡板端头 在固定孔中压入或用快干水泥固定钢衬套。 卡板端头有普通端头、勾形卡板端头(转销式叉子)、锁圈式端头。
卡板端头衬套的固定方法 1—衬套;2—快干水泥;3—卡板;4—孔,每面三个。
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(4)卡板吊挂 卡板的吊挂开启时一般通过钢索吊起。
(5)活动卡板 不固定在型架上,固定在刚度比较大的飞机骨架上,把板件送入段、
▪ 在型架内需要完成的工作,进入装配的零件及装配件的定位基准; ▪ 型架的制造依据和安装方法; ▪ 对型架构造的原则性意见,如装配对象在型架内的放置状态、型架骨
架的结构形式,最好画出草图;
▪ 在型架内完成装配后,工件的出架方式和方向,出架用的设备; ▪ 对辅助设备的要求,如对冷气管路、照明的布置及其它特殊要求。
车间地基为基础的分散的金属骨架上。
前机身总装型架
1- 型架平板;2、5-接头定位器;3、4-架车上的卡板和接头定位器;6、7-卡 板;
8-横向调整手轮;9、10-架车;11-导轨;12-架车定位插销。
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(4)整体底座式(多支点可调支承) 整体底座式骨架是指型架的骨架中有一个整体的底座,底座用多支
部件装配时,卡板也带上,增加板件的刚度。
2:内型板 对蒙皮内表面进行定位,在蒙皮的外表面用橡皮绳压紧,当蒙皮厚
度大时,可以用金属条带压紧。 内型板与卡板相比,型架重量轻,结构要简单些。
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3:包络式定位板及夹紧件 是厚度比较大,带曲面外形的钻模定位板,板上有铆钉孔位置的钻套,
利用钻套可钻出铆钉孔;其夹紧是用工艺螺栓夹紧蒙皮与骨架零件,使之 与包络板贴合,其外形面一般也是用环氧树脂按标准样件塑造而成,用于 形状复杂,刚度较小的结构,如飞机前端的整流罩、翼尖的装配,防止铆 接时发生鼓动。
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(三)型架设计基准的选择 一般情况下,应以“飞机部件的设计基准”作为成套的装配型架和
成套的标准工艺装备的设计基准,可以避免基准转换时繁杂的计算。
机身的设计基准线
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基准的选择的原则: 1:同一部件中不同组合件、板件、段件的装配型架应选同一设计基准 轴线。 2:相邻部件的装配型架也应选同一设计基准轴线。如前、后机身。
点可调支承支撑在车间地面上,型架的其它骨架及所有的定位夹紧元件 都固定在底座上。
底座式型架 1-底座;2-角铁;3-可调支承;4-光学站;5-准直望远镜;
6-基准视线;7-基准光学站。
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这种形式的骨架主要可降低对地基的要求,地基如有变动,可调整 各支承点以保持底座的正确位置,从而保证型架准确度的稳定性。
(一)解析法
(1)横梁刚度计算
型架骨架变形图
横梁上载荷:
▪ 梁自重。 ▪ 工件重量。 ▪ 人的重量。 ▪ 卡板重量。 ▪ 接头定位件重量。 ▪ 连接卡板的叉子重量。
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根据梁上载荷P、弹性模量E、惯性矩J等计算变形量(挠度)f,计 算出的挠度值应不超过允许的变。 ▪ 中等精度要求的型架, f不应超过0.2毫米。 ▪ 精度要求较低的型架, f不应超过0.3毫米。
整体式底座原来是焊接结构,近来波音公司采用铸造的标准块体,若 型架比较大时,其底座可由几块这样的标准块体直接拼接而成。
型架底座的发展
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7.4 型架骨架刚度计算
影响型架定位准确度的主要因素之一是型架刚度,为了保证型架具 有足够的刚度,又不过于笨重,需要对型架进行刚度计算或估算。
以组合式型架骨架为例,其方法包括两种:
定位夹紧件。
4:辅助设备 。 包括工作踏板、工作梯、托架、工作台、起重吊挂、地面运输车
及照明、压缩空气管路等。
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装配型架的结构
1、2、3-铆接装配工具;4-围框接头的定位件(型架平板);5-外形定位件(卡 板);6-梁;7-立柱;8-照明装置;9-工作梯;10-工作台及托台
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(二)型架的功用
1:保证产品的准确度及互换性。 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,保持
(a)长卡板的固定; (b)短卡板的固定; 1—杯座;2—叉子;3—悬挂轴;4—卡板;
5—打开端。
对于短卡板,一般取L2=(1~1.5)L1。
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(1)卡板的工作外形及夹紧方式
卡板的工作表面可以是飞机的蒙皮外形,也可以是骨架外形(蒙皮 内形)。
在一些以骨架为基准的装配型架上,有时要求卡板既能定位骨架外 形,又能在装配蒙皮时起夹紧蒙皮的作用,从而又要求卡板带蒙皮外形。 为兼顾这两方面,卡板的工作表面加工成蒙皮外形,而在卡板表面上分 布一些局部的活动垫板。垫板的工作面就是骨架零件的外形。
可分为三类:
▪ 卡板。定位某些切面外形。 ▪ 内型板。定位某些切面内形。 ▪ 包络式定位面板(或称包络板)。定位整个空间曲面外形。
(a)型架卡板;(b) 型架内形板;(c) 型架外卡板和内卡板;(d) 托板。 1-卡板;2-内型板;3-内卡板;4-外卡板;5-托板。
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1:卡板 卡板由卡板本体和卡板端头组成。
▪ 对于板件,一般都采用立放。 ▪ 机身类的段、部件的放置状态大多与飞机的飞行状态一致。 ▪ 对于翼面类部件,习惯于垂直放置即前缘向下 ,装配工作可以从两
面接近。
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(五)定位件形式及布置方式 主要根据工件刚度确定。
▪ 当刚度特别小时,采用面定位,如包络式定位。 ▪ 当刚度较小时,采用线定位,如等距卡板线定位。 ▪ 当刚度比较大时,采用点定位, 如隔框、装配到一定程度的部件。
它是型架的基体,用以固定和支撑定位件、夹紧件等其它元件,保 持各元件的空间位置的准确度及其稳定性。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,用以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、使用方便,不致损伤工件表面。
3:夹紧件。 将工件固定在定位件上,夹紧件一般是与定位件配合使用,称为
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(三)接头定位件、型架平板及工艺接头定位件
其正确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,即满足产品准确 度及互换协调的要求。采用“过定位”的方法,同时对工件进行“校形”。
2:改善劳动条件,提高生产率。 通过装配型架将工件按放在适当的工作位置,操作方便,提高工作效
率。
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(三)对装配型架的一般要求
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定位垫板 1—卡板;2—垫板不用时的放置槽; 3—蒙皮外形线;4—骨架外形线;5—
靠板;6—垫板
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卡板与蒙皮的夹紧方式包括:
▪ 使用内卡板; ▪ 通过卡板侧面角片与蒙皮内桁条螺栓连接(螺栓从铆钉孔中穿过)。 ▪ 用临时装上的螺旋式夹紧件(顶杆)顶住夹紧。
(2)卡板的本体结构
卡板本体一般用铸铝,重量轻, 又有一定刚度,又与被定位的工件材 料相同。
这种骨架是由槽钢或钢管焊成的框架。 多用于隔框、翼肋、大梁等平面形状的组合 件、板件以及小型立体组合件、段件(如翼 尖、舱门、小尺寸的尾翼)。
转动的框架式型架
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四点支撑的框架式型架
三点支撑的框架式型架 1、2、3—主支撑;4、5—辅助支撑
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机翼总装配型架 1-标准样件;2-前缘标高板;3-转接标高梁;4-卡板;
七、装配型架的设计
7.1 装配型架的功用及技术要求
用途分
型架
装配型架 对合型架 精加工型架 检验型架
连接方法分 按工序分
铆接装配型架 胶接装配型架 焊接装配型架
组合件装配型架 板件装配型架 部件装配型架
一般尺寸较大的称为型架,尺寸较小的称为夹具。
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(一)装配型架的构造
装配型架一般由以下几部分组成 : 1:骨架。
若计算结果大于允许变形量,可采用加大梁截面尺寸的方法。
(2)立柱截面尺寸校核
载荷P
在垂直载荷的作用下,会产生垂直位移 f垂直。
f水平 在偏心载荷的作用下,会产生水平位移 f水平。
f垂直
两者都不能超过允许值,若超过的话,可采用
加立柱截面尺寸的方法。
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(二)有限元法计算刚度 用解析法计算只是型架刚度计算中较为简单的情况,它可以把问
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(2):纵向出架
1—工件; 2—吊挂; 3—导轨; 4—上梁; 5—卡板; 6—立柱; 7—下梁。
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(3):侧向出架
(a)在型架上安装专用吊挂; (b)用架车从侧面取出型架。 1—专用吊车;2—产品运输架车。
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7.3 型架骨架的构造
骨架的结构形式大体可分为框架 式、组合式、分散式和整体式四类。 (1)框架式
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3:型架设计基准的选择,还应力求简化尺寸的计算,以便制造及检验。
4:型架设计基准的选择,要与安装方法相适应。例如,用型架装配机 安装型架时,要求有三根相互垂直的坐标轴线作为基准。
(四)装配件在型架中的放置状态
▪ 对一般尺寸的梁、隔框、翼肋等平面型组合件,可在非转动式夹具内