基于数字化柔性装配的飞机结构设计研究

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1、产品设汁PRODUCTDESlGN基于数字化柔性装配的飞机结构设计研究StudyonAircraftDesignBasedonDigitalFlexibleAssembly中航工业第一飞机设计研究院覃雯姚雄华西安航空职业技术学院陈兴虎【摘要】根据现代飞机数字化柔性装配的技术特点和发展需求，分析了基于柔性装配的飞机结构设计关键技术，提出了在飞机结构设计时需要考虑的要素，如部组件定位点的选取、工艺分离面的划分和装配开敞性要求、适宜自动化装配技术的结构形式及连接形式等。指出了目前存在的问题与解决建议，为飞机数字化柔性装配技术的实现提供参考。关键词：数字化装配柔性

2、装配飞机结构设计IABSTRACTlInviewofthedevelopmentandnewdemandofdigitalflexibleassembly,ananalysisonthekeYtechnologyofaircraftdesignbasedondigitalflexibleassemblyismade，andsomenewelementsarementionedsuchastheselectionoflocatingpointsofpartsandcompo-nents，themanufacturalseparationsurface，ope

3、nassemblyrequke，slructureformsandconnectionbasedOilrobotiza—tionassembly．Someameliorationandproblemsarecon-sidered，whichprovidesadirectionfortherealizationofflexibleassembly．Keywords：DigitalassemblyFlexibleassemblyAircraftstructuredesign在飞机制造过程中，装配工作工作量大、周期长、占用的场地多、工作效率低，占了整个飞机制造劳

4、动量的40％一50％⋯，因此，减小装配难度和工作量、缩短装配时间、提高装配质量是飞机制造行业正在致力解决的问题。国内航空业仍采用手工装配、半机械化与机械化装配相结合的传统装配方式，使用大量较复杂的专用型架定位和夹紧的非精益化装配方法，技术陈旧、落后，与西方航空大国差距明显。由于飞机客户的需求在不断变化，现代飞机正在进入构型多、批量少、更新换代快的时代，因此，传统的装配模式与方法已不能满足要求，迫切需要引进一种灵活通用、快速适应、自动化程度高和成本低廉的飞机装配新模式。20世纪90年代以后，随着航空产品数字化定义与虚拟设计技术的发展，国外先进航空企业提出了飞

5、机柔性装配技术这一概念，目前国外的许多飞机制造业已经开始在现代飞机上应用这一技术，并且发展了数字化柔性装配，使装配工装适应范围广，装配过程简化，所需劳46航空制造技术·2011年第22期动力减少，并且大大提高了装配精度和装配质量。由于种种原因，国内数字化柔性装配的关键技术尚未突破，我国对该技术的应用尚在探索阶段，需要解决的问题很多。数字化柔性装配技术实现的途径是将传统装配模式下的模拟量传递模式转变为数字量传递模式，而数字量传递的基础是飞机数字化设计模型。近几年来，我国飞机数字化设计技术有了很大的发展，接近或达到国际先进水平，但数字化柔性装配技术差距较大，造

6、成这种不匹配局面的主要原因之一是：设计部门与制造企业体制分割，数字化产品设计与制造脱节，基于数字化柔性装配的飞机设计研究很少，也缺乏相应的设计规范与标准要求。飞机柔性装配不完全局限于装配工艺技术、工装设计制造技术、数字化定位与检测技术，还与结构设计密切相关，需要在结构设计时，充分考虑柔性装配的需求与特点，设计出适宜于柔性装配的结构形式与连接形式。目前，国内有关柔性装配的工艺技术介绍较多，而涉及基于数字化柔性装配的结构设计的文献很少。1基于数字化柔性装配的飞机结构设计关键技术产品数字化设计和数字化装配工艺是并行工程的两个重要方面。面向装配的设计是二者结合的产

7、物，是并行工程的必然要求。即在飞机结构设计阶段考虑并解决装配过程中可能存在的问题，以确保零部件快速、高效、低成本地进行装配。基于数字化柔性装配的飞机结构设计关键技术主要包含4个方面：(1)飞机装配结构和装配性能分析；(2)三维数字化模型预装配与装配虚拟仿真；(3)面向柔性装配的结构特征设计；(4)装配公差综合与分析。1．1飞机装配结构和装配性能分析飞机装配结构分析是指在飞机设计过程中就应考虑可装配性，飞机装配性能分析是指完成飞机结构设计之后，在满足其功能的前提下，对结构进行装配性能分析并改进其装配结构，使其符合数字化柔性装配要求。具体可从如下几个方面人手：

8、(1)采用模块化设计。分析飞机各组成部分的特PRODUCTDESI