基于预装配精度分析的飞机关键装配工序质量控制技术

摘 要：飞机的结构装配工作无疑需要极高的精度，当前开发出了预装配精度分析工作体系，分析在实际的装配中可能出现的误差，在此基础上防范误差。基于对预装配工作技术特点和工作思路的分析，本文提出了该项工作的具体应用方法，在此基础上提出飞机关键装配工序的质量保障方式，使飞机的各结构安装精度符合指标。

关键词：预装配方法;精度分析工作;飞机装配方法

中图分类号：V262.4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）07-0085-02

0引言

在预装配工作技术的实施中，原理为通过当前开发出数学分析软件的使用，研究配件装配过程中产生的误差来源，在此基础上将相关参数进一步调整，从而让最终获得的工作成果具有可实现价值，此外该过程中也要为实际装配工作奠定基础，尤其需要研究相关工作形式的实现方法。

1预装配工作技术的特点和工作思路

1.1数字化参数获得

在数字化参数的获得阶段，需要根据飞机关键构件以及普通构件的本身参数确定，之后在建成的三维数学模型软件中将相关参数输入，形成飞机的各结构面以及隐藏固定件的本身模拟结构，并对其正确装配[1]。安装过程中需要设定坐标系，以模拟飞机的实际装配过程各个区域上的装配，使结果具有更高的可利用价值，在完成了全面性的装配工作之后，可通过软件中自带的系统研究根据工作流程制定的飞机模型是否满足误差的控制需求，当发现不能达到目的时，则需要分析现有工作模式中存在的缺陷。

1.2装配工作过程模拟

在装配工作的过程模拟阶段，首先需要研究在数学模型中需要设立的坐标系，通常情况下根据飞机内部的关键性构件将其设定为坐标原点，或者将飞机机鼻部分顶点设置为原点，之后根据装配模型的实际工作区域完成零件的装配之后再形成具体的装配结构。其次要分析各类关键构件的运行指标和作用目的，由于在现代飞机中通常采用多个备用器件协同运行的模式提高飞机的运行安全程度，所以在具体的工作阶段需要通过对该结构的实施和确定，让最终获得的成果获得进一步的升级。最后需要完成对所有零部件的坐标点分析和研究任务，以分析实际操作过程中可能存在的质量缺陷。

1.3装配结果误差分析

误差分析过程通常不考虑各类结构的本身误差，而是要分析装配过程存在的缺陷，所以在实际的测量阶段，需要分析各类零部件的本身坐标，之后将其和已经建立的参考系对比即可。比如对于某机械构件的装配，将其安装之后测量各类部件之间的缝隙参数、实际的安装位置以及后续运行过程中可能存在的误差产生因素，尤其需要研究在振动载荷下该结构是否能夠保持稳定运行状态，即在实际的运行中不会出现结构件的脱落、变形等问题，当发现这类问题存在之后，则需要对相关结构件进行进一步的调整，让其能够处于稳定的工作环境。

1.4装配工作误差处理

在飞机的装配过程中需要满足对于装配过程中的误差处理工作要求，根据当前采用的装配模式和数字化模拟研究各结构，分析误差产生原因和最大误差产生量，基于此才可以让获得的实际装配工作误差保持在要求的工作区间内。实际的工作阶段，需要研究采取的实际装配技术、相关元器件的协调模式、各类器件的最终获得坐标量等参数，可以在数字化系统的建设过程对同一结构进行多次的安装，当发现产生的所有数据都无法获得较高精度表现时，则可确定当前采用的装配工作模式和实际的工作标准不符。

2基于预装配精度分析的飞机关键装配工序内容

2.1表面结构装配

表面结构装配中，需要根据各类构件的作用区域和工作表现，研究对其的装配模式，比如对于飞机表面结构中的进一步装配需要具有高精度，同时要确保固定连接装置、相关固定零件以及该结构的本身参数具有极高的精度表现，之后才可以让该系统的运行质量获得提高。在具体的工作过程中，对于机身的尾段，涉及机身的大开口机构、机身舱段以及其他构件的安装，装配复杂度较高，装配过程可以根据分析软件中已经构造的坐标系，获得了各个构件的参数之后，按照三维坐标系安装，确定各类构件的连接件、接口区域的对接状态，尤其是对于出现了连接缝隙的区域，要分析问题的出现原因，从而让该系统的实际运行指标获得更好的建设，让所有连接架的结构运行和使用过程都可以保持安全稳健运行状态，同时在后续的运行过程根据该结构的应有工作模式给予保障。

2.2机身大开口结构设备装配

飞机机身中通常会设置大开口结构，该结构需要具备极高的精度，才可以在舱门结构、活动版块的建设中发挥作用。其中这类结构的装配难点是，除了能够让舱门的一段和飞机机身铰接，另外活动端要和液压构件连接，从而使该装置可以在后续的工作中接受控制指令。预装配工作的具体落实中，一方面要确保舱门结构的建模精度符合要求，需要完全按照各个结构的本身参数获得模型，另一方面也要分析在舱门关闭之后是否可以精准对接，以提高该系统的实际工作状态。在现代飞机的大开口结构中，会在机舱的内部通过建成连接件让机身和舱门可以同时对接，则在建成了该结构之后，确定了坐标系之后，分析舱门和机身的卡榫结构能否对接。

2.3结构桁架装配

现代飞机结构中存在多种桁架结构，其作为飞机本身的承力结构和其他的重要结构，需要保证本身的装配精度符合各项工作指标，在具体的工作阶段，结构桁架首先要根据已经建成的坐标系研究对其的搭配位置，其次要正确安装并限定工作载荷，最后研究自由度的分配情况，要求所有的参数都需要经过全面化的探讨[2]。比如对于飞机的机身来说，通常情况下建立的桁架要能够承载飞机飞行过程中的空气动力，并且抵抗在地面停放过程中的重心下降影响，而飞机的三个起落架呈现三角支撑结构，所以需要分析重心的具体位置，之后研究机身中的龙骨以及其余的桁架系统是否能够有效支撑当前的重心载荷，同时研究不同安装情况下对于该结构的支撑水平。

2.4工程参数分析

在工程参数的分析中，首先要研究目前的所有装配结构是否能够完全按照飞机的装配要求完成任务，其次要研究工程的相关参数是否具备极高的运行精度，最后要分析该结构的后续运行表现，只有所有的工程参数都符合工作指标的情况下，才可认为当前该项工程的实际运行表现可以符合相关工作的要求。在具体的工作中，要求相关工程参数的分析阶段，要根据当前建成的飞机装配模式和运行标准，实现对于各类数据的有效供给和分析，而之后则需要进一步研究当前该参数的实际作用表现，通过对于各类坐标的使用研究实际产生的误差量。

2.5工作路径规划

在工作路径的规划阶段，要根据获得的数字模拟结果研究实际工作中可能产生的误差类型和误差总量，在此基础上实现对于各类问题的有效解决。比如在某工程实际分析阶段，发现在长期采用同一方向时最终产生的误差量超出限制，已经高于该构件装配中的误差要求，可确定当前采用的实际建设模式和专业标准与相关要求不符，今后需要探讨这一问题的产生原因，包括工作人员的素质原因、工作方法原因、管理模式原因等，针对所有数据综合性考量之后，才可以为后续的升级工作提供帮助。

3基于预装配精度分析的飞机关键装配工序质量控制方法

3.1表面结构限定

在表面结构的限定阶段，需要根据当前各类结构的实际装配模式和连接强度要求，研究实际装配过程中可能产生的误差量，并提出针对各类误差的限制方式，从而让最终建立的专业化工作手段具有更高的可实施性作用[3]。比如在飞机尾段的装配阶段，其在正常运行中可能出现的问题包括各连接架的装配精度不足、相关固定件的装配强度不足、表面结构的相互连接效果较差等，在后续的装配阶段，要根据该结构的具体作用表现和工作模式，详细分析需要投入的管理方法，比如将该结构中的相关连接构件和后续建成的综合管理工作体系之间建立协同合作关系，并且各类连接构件的安装强度也需要符合要求，防止由于连接强度问题导致其在后续的运行过程中出现安全损坏故障。另外在后续的工作和管理体系内，也需要将该系统的表面结构做出进一步的限定，需要形成的安装和监理系统同时记录各类工作数据，并考虑采用激光测距技术跟踪实际的装配点。

3.2大开口结构的安装方法

在大开口结构的装配中，首先要分析误差较大问题的实际产生原因，此次要确保所有零件的自身精度可以达到标准，最后是实际装配方法的确定。目前的机舱大开口结构中，通常会让大开口部分舱门和机身机构中的复合材料框架链接，该框架会围绕整个舱门结构装配，实际工作中，要通过对于当前已经建成了的专业化工作模式和专业工作模式，在机身结构上设定参考系，并且严格控制各类结构的安装位置。此外当前的飞机装配中已经开始采用激光测距点跟踪技术分析各类零件的设定标准值，要求实际装配中要根据预装配工作参数确定跟踪点位置。

3.3结构桁架安装

在结构桁架的安装阶段，要根据该桁架的作用类型和对于机身强度造成的影响，落实全面化的探讨工作，从而让最终建立的工作指标更具有使用价值。比如在具体的工作过程，桁架需要使用专门的固定螺母进行实际的装配，要求该系统的具体作用强度符合工作要求，此外在桁架的进一步固定过程，通过对数字模拟软件的使用，研究了在各频率振动情况下飞机的自身结构强度，已经提出了针对不同区域的强度参数优化模式，则在后续的装配过程中，要根据当前采用的试验方法，进一步优化工作手册，让所有的工作人员可按照该工程的相关要求完成任务。

3.4工程参数设定

在工程参数的设定阶段，要根据现有的工作模式实现对于所有参数的综合有序管理，才可以确保最终获得的相关参数具有更高的参考意义[4]。比如对于某结构件的安装强度分析，在数字化模拟中发现虽然强度可以得到保障，但是在实际的安装过程中其坐标方面可能存在一定的偏差，则在具体的参数确定过程要研究建模过程是否存在问题，或者分析该零部件在后续的加工阶段是否经过了革新等，当发现链接部件的尺寸经过了变化，则可认为相关构件的参数需要经过重新设定，以进一步分析可能产生误差的原因。

3.5工作路径划分

在工作路径的划分过程，一方面要研究现有的模拟工作，基于最终装配误差产生量的表现效果，另一方面要分析误差产生过程中的消除方法。比如对于某机械构件，虽然模拟过程未发现严重的误差问题，但是实际装配中由于该构件的装配空间被其他零件侵占，则实际的划分模式为，通过对该构件的实际运行状态表现，研究其它零件的尺寸参数，并进行进一步的试验，该过程中落实相关数据革新任务，使最终获得的专业化指导装配方案具有可实施意义。

4结语

综上所述，飞机结构装配中，预装配工作任务为通过三维建模软件的使用，分析实际工作中可能存在的误差表现量，并提出针对該误差的具体消除工作方法。后续工作中，给通过对各类误差产生原因的分析和探讨，提出针对不同工作内容的进一步优化模式，以降低装配过程中产生的实际误差量。

参考文献

[1] 魏铭，田锡天，耿俊浩，等.面向飞机装配协调设计的任务-人员均衡匹配方法[J].西北工业大学学报，2020，38（1）：130-138.

[2] 李丽娟，李青政，刘涛.飞机插配零部件数字化装配碰撞检测研究[J].机械设计与制造，2020（02）：145-148.

[3] 刘殷杰，田锡天，耿俊浩，等.飞机薄壁零件装配偏差建模与仿真分析[J].机床与液压，2020，48（2）：138-143.

[4] 张敏，田锡天，耿俊浩，等.基于预装配精度分析的飞机关键装配工序质量控制技术[J].航空制造技术，2019，62（5）：51-56.

收稿日期：2020-03-04

作者简介：肖红波（1991—），男，陕西汉中人，本科，中级工程师，研究方向：数字化装配、产品装配可视化。