机身骨架装配柔性工装设计

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1、机身骨架装配柔性工装设计术孙永杰，田威，廖文和，刘明爽(南京航空航天大学机电学院，南京210016)[摘要】为解决当前飞机机身装配工装效率低、定位精度不高、通用性差等问题，根据飞机机身结构，分析其装配需求，采用模块化设计思想，研制了面向机身骨架的“龙门式”柔性装配工装。该套柔性工装能够适应截面直径尺寸小于3m、机身筒段长度3～5m的产品，通过伺服电机驱动、手工调整以及更换特殊定位器等来实现对新类型机身的定位。工装操作简单、适应性强，能够以较低的成本提供较大的柔性。关键词：柔性工装；交点孔定位；机身骨架FlexibleToolingforFuselageSkeletonAssemb

2、lySUNYongjie，TIANWei，LIAOWenhe，LIUMingshuang(CollegeofMechanical&ElectricalEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)【ABSTRACT】Inordertosolvethecurrentproblemoflowefficiency，lowpositioningandpoorgeneralityaccuracyofaircraftfuselageassemblytooling，accordingt

3、otheaircraftfuselagestructure，analyzetheassemblyrequirements，andtheideaofmodulardesignisdevelopedforthefuselageflame“gantry”flexibleassemblytooling．Thesetofflexiblefixtureissuitableforproductssectiondiametersizebeinglessthan3m，thefuselagetubelengthbeing3-5m，andcouldimplementnewtypebodypositio

4、ning，etc．byservomotor,manualadjustmentandreplacementofspeciallocator．Equipmentopera—tionissimple，strongadaptability,andcanprovidegreaterflexibilityatalowercost．Keywords：Flexibletooling；Intersectionholeorientation；FuselageframeDoI：10．16080／j．issnl671．833x．2017．07．086飞机产品具有零件数量多、刚性低、外形复杂、装配精度要求

5、高等特点[1】，在其装配过程中，不能单靠零件自身形状和尺寸的加工准确性来装配合格的部件口]，因此，需要大量的工装来保证产品从零组件到部件装配过程中的精确几何外形，限制装配过程中的连接变形，使产品满足准确度及互换协调性要求口】。在传统飞机装配模式下，主要采用刚性专用工装，工装数量多、占地面积大、生产周期长、制造成本高。随着国内新机型号的逐渐增多，多品种、小批量生产的需求特征日趋显著，在航空企业飞机结构零部件已基本实现数控机床加工制造的背景下，传统刚性专用工装已成为实现快速转产和缩短新品研制周期的瓶颈[4】。当前，国外在飞机产品各个装配阶段已经发展了相应的柔性工装。而在国内，大部分制

6、造厂在飞机装配过程中仍广泛采用传统的刚性结构专用工装陋】。近年来，国内在组件、部件装配方面做了大量的研究，取得了一定的成果。如中航工业沈飞研究并工程化的翼身整体+基金项目：国家科技重大事项资助项目(2014ZX04001071)。86航空制造技术·2017年第7期结构后段数字化柔性装配系统[61和后机身部件柔性装配系统；西北工业大学设计的部件级数字化柔性工装系统[1和机身壁板类组件装配工装隅1；北京航空航天大学和中航工业沈飞公司合作设计的一种可重构调形单元。其中，针对机身部件装配的是沈飞研究的后机身部件柔性装配系统。该系统柔性工装为桥架式结构，上下各5组横梁，每个横梁上有4组定位

7、器，每个定位器在空间具有3个方向的自由度，通过合理调节具有定位功能的构件，带动专用定位器运动至指定的方向和位置[91，以实现对机身加强框的定位。本文在分析中机身结构特点、装配协调关系及制造工艺性的基础上，针对某型机中机身结构尺寸小、协调关系复杂、产品装配零组件密集、开敞性要求高等特点，设计了一套部件级的数字化柔性装配工装系统，在一套工装上可以完成对多种产品的装配。1产品结构特点及装配要求飞机部件产品装配和定位主要有以骨架为基准和RESEARCH研究论文以蒙皮为基准两种定位模式，其