数字标工在大客前机身结构部段样件试制中的应用

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1、学术论文RESEARCH数字标工在大客前机身结构部段样件试制中的应用ApplicationofDigitalMasterToolinginLargeAircraftFrontFuselageStructureSectionPrototype中航工业江西洪都航空工业集团有限责任公司刘春锋 郑堂介 廖建华 汪建东[摘要]提出了在飞机制造中采用具有实物标工传递来保证零部件之间的形状与尺寸,以及各类工艺装特征及用法的数字标工进行装配协调的方法,并在大客备的制造协调准确度。前机身结构部段样件的制造中进行了应用研究,阐述了在三维MBD数模环境下,进行数字标工项目选取及应1 数字标工协调方法用的具体工艺

2、方法。数字标工是根据传统实物标工的定义,采用虚拟数关键词:数字标工 MBD 飞机装配字量形式展示三维数字化飞机零部件制造协调的几何[ABSTRACT]Theideaofdigitalmastertooling,模型,以数字量形式体现产品部分外形、对接接头、孔系withcharacterandusageofphysicalmastertooling,inair-之间的相对位置准确度。craftmanufactureforassemblycoordinationispresented.数字标工建立时,以三维MBD数模为基础,通过建Bymeansofapplyingitinthefabricat

3、ionoflargeaircraft立统一的基准系统,规定了飞机部件、组件、零件及工艺frontfuselagestructuresectionprototype,selectionand装备等所协调控制的要素在虚拟空间环境中的相对位applicationofdigitalmastertoolingaredescribedatlength置关系,采用一致的几何形状、尺寸和合理的容差分配,basedonMBDenvironment.达到各要素间的准确协调。这是保证生产工艺装备之Keywords:Digitalmastertooling(DMT)MBD间、产品部件和组件之间的尺寸和形状协调与互

4、换的唯[3]Aircraftassembly一依据。数字标工协调法是指以数字标工来代替传统的实在飞机制造过程中,为保证零部件结构外形和交点物标工作为标准尺度,在统一基准下把产品协调部位的互换协调,需采用大量的体现产品形状与尺寸的专用的尺寸与形状信息,通过计算机辅助工装设计,以数字工艺装备,来保证飞机的结构形状和尺寸,使其符合设量方式直接传递到生产工艺装备,以数字化测量系统来[1]计准确度和互换协调要求。实现制造、协调、检验、复制等有关生产工艺装备的过在传统的飞机制造模式中,采用标准工装协调法来程。协调制造零部件,在制造过程中通过标准工装实物模型来传递产品的形状和尺寸,保证各类工艺装备的制造

5、2 数字标工的工程应用准确度和协调准确度,以达到零部件之间的互换要求,大客等直段样件研制未采用实物标工,而是以数字保证飞机的制造准确度及生产互换协调。但是由于传量传递的数字标工协调方法对等直段壁板内形卡板、滑统的标准工装协调法的协调环节多、协调路线长,造成轨定位器、产品端头模板、舱门铰链及锁系统轴线等定飞机制造协调过程中尺寸传递积累误差大,装配现场经位器在统一基准下进行精确描述,并采用高精度的数字常存在大量的返工现象,装配周期长,也不利于产品的化加工与测量设备将这些数字量物化为模拟量,最终传[2]互换协调和质量保证。递到等直段实物上,可提高产品和工装的制造准确度,随着数字化制造技术在国内飞

6、机制造行业的广泛以此来提高协调准确度,实现各单壁板、半桶形大壁板、应用,实物标准工装协调的方法逐渐被数字化协调方法总装工装之间、工装与各产品之间,以及产品之间的互所取代,协调路线显著缩短。此外,数字化制造方式又换协调性。使得零件制造误差显著减小,极大提高了飞机制造质2.1 协调控制原则量,返工现象大量减少。现在国内飞机制造中产品设计等直段结构部段样件协调互换原则是以产品的全已采用全数字化产品定义,只要输出基于MBD的三维数字化定义作为基础,采用数字量传递的数字标工协调数模,在制造过程中,数字化协调方法以精确的数字量方法来进行装配协调。工艺装备的设计、制造以及数字70航空制造技术·2013年

7、第17期学术论文RESEARCH量协调,采用数控加工,数字化测量、安装以及检测技配夹具来保证互换协调的要求,从而保证了对接时的要术。求。2.2 主要互换协调部位及协调方法2.2.2 舱门与门框协调部位及方法2.2.1 对接端框互换协调部位及方法等直段上的前货舱门与门框的协调部位如图2所等直段结构部段对接端框的互换协调部位如图1示,协调部位主要有两部分,分别是前货舱门与门框的中所示,其主要的协调部位包括等直段前、后端面处长

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1、学术论文RESEARCH数字标工在大客前机身结构部段样件试制中的应用ApplicationofDigitalMasterToolinginLargeAircraftFrontFuselageStructureSectionPrototype中航工业江西洪都航空工业集团有限责任公司刘春锋 郑堂介 廖建华 汪建东[摘要]提出了在飞机制造中采用具有实物标工传递来保证零部件之间的形状与尺寸,以及各类工艺装特征及用法的数字标工进行装配协调的方法,并在大客备的制造协调准确度。前机身结构部段样件的制造中进行了应用研究,阐述了在三维MBD数模环境下,进行数字标工项目选取及应1 数字标工协调方法用的具体工艺

2、方法。数字标工是根据传统实物标工的定义,采用虚拟数关键词:数字标工 MBD 飞机装配字量形式展示三维数字化飞机零部件制造协调的几何[ABSTRACT]Theideaofdigitalmastertooling,模型,以数字量形式体现产品部分外形、对接接头、孔系withcharacterandusageofphysicalmastertooling,inair-之间的相对位置准确度。craftmanufactureforassemblycoordinationispresented.数字标工建立时,以三维MBD数模为基础,通过建Bymeansofapplyingitinthefabricat

3、ionoflargeaircraft立统一的基准系统,规定了飞机部件、组件、零件及工艺frontfuselagestructuresectionprototype,selectionand装备等所协调控制的要素在虚拟空间环境中的相对位applicationofdigitalmastertoolingaredescribedatlength置关系,采用一致的几何形状、尺寸和合理的容差分配,basedonMBDenvironment.达到各要素间的准确协调。这是保证生产工艺装备之Keywords:Digitalmastertooling(DMT)MBD间、产品部件和组件之间的尺寸和形状协调与互

4、换的唯[3]Aircraftassembly一依据。数字标工协调法是指以数字标工来代替传统的实在飞机制造过程中,为保证零部件结构外形和交点物标工作为标准尺度,在统一基准下把产品协调部位的互换协调,需采用大量的体现产品形状与尺寸的专用的尺寸与形状信息,通过计算机辅助工装设计,以数字工艺装备,来保证飞机的结构形状和尺寸,使其符合设量方式直接传递到生产工艺装备,以数字化测量系统来[1]计准确度和互换协调要求。实现制造、协调、检验、复制等有关生产工艺装备的过在传统的飞机制造模式中,采用标准工装协调法来程。协调制造零部件,在制造过程中通过标准工装实物模型来传递产品的形状和尺寸,保证各类工艺装备的制造

5、2 数字标工的工程应用准确度和协调准确度,以达到零部件之间的互换要求,大客等直段样件研制未采用实物标工,而是以数字保证飞机的制造准确度及生产互换协调。但是由于传量传递的数字标工协调方法对等直段壁板内形卡板、滑统的标准工装协调法的协调环节多、协调路线长,造成轨定位器、产品端头模板、舱门铰链及锁系统轴线等定飞机制造协调过程中尺寸传递积累误差大,装配现场经位器在统一基准下进行精确描述,并采用高精度的数字常存在大量的返工现象,装配周期长,也不利于产品的化加工与测量设备将这些数字量物化为模拟量,最终传[2]互换协调和质量保证。递到等直段实物上,可提高产品和工装的制造准确度,随着数字化制造技术在国内飞

6、机制造行业的广泛以此来提高协调准确度,实现各单壁板、半桶形大壁板、应用,实物标准工装协调的方法逐渐被数字化协调方法总装工装之间、工装与各产品之间,以及产品之间的互所取代,协调路线显著缩短。此外,数字化制造方式又换协调性。使得零件制造误差显著减小,极大提高了飞机制造质2.1 协调控制原则量,返工现象大量减少。现在国内飞机制造中产品设计等直段结构部段样件协调互换原则是以产品的全已采用全数字化产品定义,只要输出基于MBD的三维数字化定义作为基础,采用数字量传递的数字标工协调数模,在制造过程中,数字化协调方法以精确的数字量方法来进行装配协调。工艺装备的设计、制造以及数字70航空制造技术·2013年

7、第17期学术论文RESEARCH量协调,采用数控加工,数字化测量、安装以及检测技配夹具来保证互换协调的要求,从而保证了对接时的要术。求。2.2 主要互换协调部位及协调方法2.2.2 舱门与门框协调部位及方法2.2.1 对接端框互换协调部位及方法等直段上的前货舱门与门框的协调部位如图2所等直段结构部段对接端框的互换协调部位如图1示,协调部位主要有两部分,分别是前货舱门与门框的中所示,其主要的协调部位包括等直段前、后端面处长

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