飞机部件装配容差的研究

孙尧

摘 要： 对于飞机的装配是需要有合理的误差，而对于飞机整体质量，合理的装配容差是可以提高飞机的整体性能和研发成本，同时还能提高飞机的装配效率，对于飞机装配工艺中，怎样去容差设计，选择合理的装配方法，可以通过容差建模的方法，通过装配尺寸链，进行容差分析，从多个方面、多个角度进行分析，对于容差建模方法也是有很多种，像尺寸容差、行位容差和配合容差，通过对分机装配误差的设计和控制，将整体性能提升。

关键词： 容差设计；容差建模；容差分析

1.容差设计

在飞机装配中，容差设计是非常重要的，它可以影响很多，它与飞机的设计、工艺、装配、制造的关系如图1.1。

图1.1 容差设计与飞机各步骤的联系

飞机装配容差设计需要先理解公差、容差、装配容差的区别，公差是指设计中允许的形状好尺寸的范围，容差是指几何形状和尺寸变动的基准，装配容差是转配中限定的变量。

对于飞机装配容差设计，分为以下四种阶段：

第一阶段，设计者通过相关资料，设计规范进行装配容差设计；

第二阶段，需要将上一步的设计容差进行分解；

第三阶段，根据分配后的容差，对零件进行制造；

第四阶段，根据制造后的零件，通过尺寸链进行计算累计误差，最终通过修配和返工的方法对零件进行处理。

2.容差建模

容差建模是通过计算机对几何形状和尺寸进行分析，容差建模的方法有基于B-rep的容差法和基于CSG的容差法。

基于CSG的方法是V-graph的数据结构，如图2.1。

V-graph的数据结构分为基准系统层、特征与属性层、名义实体层，而容差信息是通过物体的特征在特征属性层中进行表示，它的图形是通过基本图形通过正则交、并、差形成的。

B-rep是提出了EDT模型，如图2.2。

该数据模型是通过D和T节点、DRF节点、ED节点，D和T节点用于建立基本B-rep的连接，DRF节点用于建立尺寸容差定义的基准，ED节点用于存放D和T的值。针对于以上两种方法，又综合出现了TTRS容差法，这种是基于公差信息表示的算法流程，如图2.3。

表示的算法流程

3.容差分析

容差分析是通过计算机算法对零件误差和装配容差进行分析，容差分析的方法有以下几种：

人工计算容差分析法，它是从以前手工计算方法上提高的，这种方法是通过图表和数学公式进行分析。

极值容差分析法，这种方法是通过尺寸链组成环尺寸处于极大极小的情况下来计算尺寸链尺寸容差。

统计容差分析方法，它是将零件的加工尺寸作为随机变量，在通过统计分布，通过组成环的统计分析，实现封闭环容差的统计分析。

结束语

现在飞机制造中，设计者开发了飞机部件装配容差系统，通过这个系统可以对飞机部件和模块装配进行设计，通过结构、功能的设计，装配流程的研究，在结合一些高科技软件，完成對飞机装配误差的控制和计算出容差，现代飞机装配容差的设计，提出了装配容差不同目标的优化方法，建立了不同装配性能、加工成本的优化模型，对于飞机每个部件的装配都做到监控，最后通过闭环的处理方法将最终目标实现。

参考文献

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