某机型后座舱盖样件设计

龙源期刊网某机型后座舱盖样件设计作者：高招发朱嗣惠吴振华来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2012年第02期摘要：飞机工艺装备分为：生产工艺装备：包括毛胚工艺装备、零件工艺装备学；标准工艺装备：包括标准样件、标准置规、标准平板学。某型机前后座舱盖样件为飞机标准样件，是座舱部分重要依据。由于某型机后座舱盖形状复杂，几何参数多，不能单靠后座舱盖自身的尺寸准确度来保证最后产品形状和尺寸准确度，而后座舱盖样件能以实物模拟量体现产品的尺寸和形状以及对样接头、空系之间相对位置准确度在产品图纸规定公差范围之内，其不仅是制造飞机后坐舱盖的手段，而且是保证后坐舱盖装配协调和互换依据。后坐舱盖样件是后坐舱盖制造中必备的设备。用来保证后坐舱盖的质量、提高劳动生产率、减轻劳动强度、降低产品成本，从而提高产品的竞争力。关键词：工艺装备标准工艺装备标准样件后坐舱盖样件0引言由于飞机产品的结构和工作环境不同于一般机械产品，所以，在传统的飞机制造过程中除了采用各种通用机床，常用工具和试验设备外，还须针对不同机型的零件、组合件、部件、制造专用工艺装备，如型架、夹具、模具、标准样件、量规学。这些专用工艺装备用于对工件进行加工成形、装配组装、测量检查，以及在工艺装备之间进行协调移形。它们对保证飞机零件、部件的质量，提高劳动生产率和减轻工人劳动强度有着重大影响。在飞机研制过程中，特别在成批生产中，飞机零件的数量很大，结构复杂，要求高，相互间又有协调关系。因此，在飞机制造中不得不采用大量的工艺装备。飞机工艺装备分为两个大类：一类为生产工艺装备。这类装备直接用于零件的成形和飞机装配过程中。例如，模具用于成形零件，型架用于把零件装配成部件等。另一类为标准工艺装备，这类装备作为生产工艺装备的制造依据和统一的标准。1飞机工艺装备的作用飞机工艺装备是飞机制造中必备的一种设备或工具，用来保证飞机产品的质量，提高劳动生产率，减轻劳动强度，降低产品成本，从而提高产品的竞争力。首先是保证产品的质量，其中最重要的是，保证所设计飞机的几何外形和尺寸，通过工艺装备准确地将其传递到最终产品上。若没有标准工艺装备，就无法保证飞机产品的外形准确度和部件间的协调互换，飞机制造用的工艺装备的作用具体体现在下述几个方面：龙源期刊网①保证飞机制造的质量；②提高劳动生产率及减轻劳动强度；③降低产品成本。1.1飞机工艺装备的分类在飞机生产过程中，要用很多各种各样的工艺装备，以及一定数量必需的标准工艺装备，这是因为飞机结构件与一般机械产品有不同的特点。这些决定了难以用一般的通用是具体测量检查它们的形状和尺寸，而必须用专用的标准工艺装备作为生产工艺装备的制造、检查和协调的依据。直接用于飞机制造和装配的工艺装备被称为生产工艺装备，大体分为以下几种：①毛坯工艺装备；②零件工艺装备；③装配工艺装备；④检验工艺装备；⑤精加工型架；⑥辅助工艺装备。1.2飞机制造的互换协调技术1.2.1飞机制造的互换协调飞机制造中的互换性是指：相互配合的飞机子元在分别制造后进行装配或组装时，除设计规定的调整外，不需选配和补充加工，即能满足所有几何尺寸，形位参数和物理功能上的要求。它是由飞机结构和生产的特点所决定的。互换性只是对同一飞机结构子元而言的。协调性则是指：两个或多个相互配合或对数的飞机结构子元之间，飞机结构子元与它们的工艺装备之间、成套的工艺装备之间，配合尺寸和形状的一致性程度。一致性程度越高，则其协调性越好，协调准确度越高，协调性仅指几何参数而高。这里需要强调的是互换性与协调性的关系，即协调是保证互换性的必要条件。1.2.2保证互换协调的尺寸传递龙源期刊网从保证飞机产品几何准确度的角度来看，产品的制造过程乃是将产品图样上的理论尺寸以最小的误差传递到产品上去的过程。无论是采用一般机器制造中的公差配合制度，还是采用模线样板方法为飞机制造中保证互换性的方法，产品互换性的基础都是保证生产准确度，制造准确度和协调准确度。显然，要使两个互相配合零件的同名尺寸相互协调，它们的尺寸传递过程之间就必然存在一定的联系。下面详细讨论各种协调原则的原理和特点：①按独立制造原则进行协调对于相互配合的零件，当按独立制造原则对其进行协调时，协调准确度实际上要低于各个零件本身的制造准确度。当采用这种方法时，为了保证两个零件有比较高的协调准确度，要求各个样板模具应具有更高的制造准确度。②按相互联系原则进行协调当零件按相互联系制造原则进行协调时，零件之间的协调准确度只取决于各零件尺寸单独传递时那些环节，而尺寸传递过程中公共环节的准确度，并不影响零件之间的协调准确度，如果其他条件相同，那么当采用独立制造和相互联系制造两种不同的协调准确度也不同。按相互联系制造原则能得到更高的协调准确度。而且，在尺寸传递过程中，公共环节数量愈多，协调准确度也就愈高。③按相互修配原则进行协调在一般情况下，按这种协调原则比按相互联系原则能够达到更高的协调准确度。但应当指出，相互修配的零件不能互换。2标准工艺装备的设计和制造2.1标准工艺装备的定义和分类2.1.1标准工艺装备的定义标准工艺装备（也可简称标准工艺装备或标工）以1：1的真实尺寸来体现产品某些部位的几何形状和尺寸的刚度实体。它作为用于制造、检验和协调生产的工艺装备的模拟量标准，是保证生产用的工艺准备之间。产品部件和组件之间的尺寸和形状协调与互换的重要依据。2.1.2标准工艺装备的分类龙源期刊网标准工艺装备的种类可分为标准样件、标准量规、标准平板等。其中标准样件又可分为安装标准样件、表面标准样件和反标准样件。2.2标准工艺装备的主要技术要求①协调性高因为标准工艺装备是保证成套工艺装备和产品的协调准确度与制造准确度的依据，必须保证成套标准工艺装备之间具有良好的协调性和必要的制造准确度。在有协调要求的标准工艺装备之间，使用前必须对其进行协调性检查。②长期的稳定性这也是一项重要的技术要求。凡是用焊接、铸造和冷轧钢材制造的标准工艺装备构件，在加工或安装工作交点之前，都必须进行用于消除内力的热处理对工作交点、工作孔、基准孔等，都必须进行淬火处理或压淬火衬套，以提高耐磨性。③刚性好标准工艺装备结构的刚性是保证其长期稳定性的基础，因此，它必须具有足够的结构刚性。其自身重量所产生的扰度在任何方向上都不得大于产品标准度的三分之一，要特别注意重要交点的骨架连接部位的局部刚度。④合适的精度和表面粗糙度标准工艺装备工作部位的精度，一般应为产品公差的1/4~1/3。工作部件的表面粗糙度应不大于Ra1.6,其工作和配合部位一般应采用H7/f7配合。⑤防止变形和便于搬动为防止变形和在搬运过程中损坏，对尺寸较大的标准工艺装备，应设有专用的支承和吊运装置，其位置可布置在距端头约1/4全长的地方。⑥标准工艺装备设计的基本要求在标准工艺装备设计中，应考虑如下几个重要问题：2.2.1设计基准标准工艺装备的设计基准应符合以下原则：①标准工艺装备的设计基准应力求同产品的设计基准相一致。龙源期刊网②相邻部件、组合件的标准工艺装备，其设计基准应尽量一致。③设计基准、工艺基准和检验基准应尽量一致。相邻部件、组合件的标准工艺装备，其设计基准应尽量一致。2.2.2刚度为防止标准工艺装备在使用和运输过程中产生变形，工艺装备的结构必须具有足够的刚度；同时，必须考虑使用的方便性，不应太笨重。2.2.3尺寸稳定性标准工艺装备必须具有稳定的尺寸关系和必要的使用条件要求：①对于标准工艺装备焊接构架和锻铸件，在进行精加工安装其他元件之前，都必须进行时效处理，以消除结构内应力。②为克服温度对标准工艺装备尺寸稳定性的影响，应尽能采用线膨胀系数相近的材料，并合理布置结构，还应规定大部件工艺装备对合检查和使用时的温度。2.3标准工艺装备的结构设计标准样件的具体结构设计包括：基准设计、骨架设计、外形设计、对合接头设计本身的设计。2.3.1基准设计基准设计包括设计基准、制造基准、使用基准和检验基准的设计。为了使标准样件的制造，使用方便可靠，在标准样件上安装右标高板、基准块（或基准面），刻有基准线，或打上基准点，标高系统是标高样件的使用基准，也是制造基准。2.3.2骨架设计标准样件的骨架是标准样件的主体，它是连接外形零件对合接头，标高系统及其他零件和组合件的基础构件。它的型式有构架式和整体式两种。2.3.3外形设计龙源期刊网标准样件外形的确定取决于以下因素：它的用途、移形精度和工作量，对合协调要求，外形制造工艺性以及经济性等。2.3.4对合接头设计标准样件对合接头的设计可分为两个主要部分：一是接头对合的工作部位，这一部分应模拟产品的对合接头来进行设计；另一部分是接头与标准样件骨架联接的部位，它应根据标准样件的结构情况来进行设计，标准样件的接头必须有足够的刚度，合理的精度、粗糙度、表面硬度以及良好的工艺性。2.4标准工艺装备的制造2.4.1样件骨架的制造当加工样件铸造骨架时，主要是加工出定位基准面。加工前应先检查样件外形，框轴线面的加工余量，并选择好粗定位的基准。2.4.2件外形的制造对标准样件骨架的对接面、基准面进行机械加工后，在进行样件型面的加工和接头的安装，样件的外形加工一般采用移形法或按数字量进行数控加工。2.4.3标准样件接头的安装一般按图纸尺寸在坐标平台上或型架装配机上进行安装。对于要求协调互换的接头，则按量规或与其相关的接头进行合理协调安装。3飞机标准样件的设计3.1飞机座舱盖飞机座舱是飞机员的工作场所，是人——机系统的交联界机。飞机员从座舱里的显示装置、音频信号和外景观察获得信息，经过判断，发出操作指令，驾驶飞机，因此，座舱是有人驾驶飞机的重要部分。飞机的座舱盖形状、尺寸、结构取决于飞机视界、气动力、光学、飞机员活动空间和安全等要求。一般分为活动座舱盖和固定前风挡两部分。从空气动力的角度来看，整个座舱盖最好是半个流线旋成体，并将前部分切去一块，形成风挡前平面，即水滴形座舱盖。但由于现代飞机对视界要求愈来愈高，现在常采用的是圆弧形前风档，气泡式活动座舱盖。龙源期刊网采用座舱盖与机身外形融合也是一种减小座舱盖阻力的方法，但此时座舱盖已不是圆形截面，而是近似椭圆形。现代战斗机一般都采用圆弧风挡，气泡式活动座舱盖。还有很多先进机型将整个座舱盖都设计成水滴形的，称为水滴式座舱盖气泡式座舱盖最大限度地改盖飞行员的视野，而水滴式适合于高速战斗机。我国飞机座舱盖大部分采用第一代平面风挡，尽管此种风挡影响飞行员的视野，但采用平面风挡有利于加厚正面防弹玻璃。3.2飞机标准样件的选用飞机标准样件选用时主要考虑的因素：3.2.1飞机的大小小型飞机可以采用标准样件工作法也可以采用基准孔工作法，对于结构复杂、协调互换性要求高的则以采用标准样件工法，选用较多的标准样件为宜；对于结构简单的初级教练机则应采用基准孔工作法，选用较少的标准工艺装备。大型飞机也只能采用基准孔工作法，选用尽可能少的标准工艺装备。3.2.2互换性要求凡属于要保证互换性要求的项目原则上要选用标准工艺装备，尤其是对于国际标准互换项目。3.2.3生产阶段原形机研制，标准工艺装备应尽量利用过去的改制，只选必不可少的，初级研制阶段，根据外形和交点的协调，原则上一次选择完毕，分批制造，并进行全机标准样件的对合协调，水平测量及冷校靶勺。小批生产也即工艺定型阶段要对标准工艺装备逐项鉴定定型，解决生产的各种问题。成批生产阶段的不再作变动，或另作少许的增添、修改。3.2.4产量大小从经济性和确保协调方面考虑，产量大时，选用标准工件装备可以多些；产量小时，标准工艺装备应尽可能减少。3.2.5产品的具体结构按照部件结构的内部划分关系和几何特点来考虑标准样件的选择。一般认为对结构主要分离面（设计分离面）、接头、支臂、活动舱面，保证外形的双曲面零件和组