【正文】 垂尾后梁組件裝配夾具的設計院 系航空航天工程學部專 業(yè)飛行器制造工程班 級學 號姓 名指導教師負責教師沈陽航空航天大學2013年6月沈陽航空航天大學畢業(yè)設計（論文）摘 要型架是飛機裝配中，對零、組件進行定位夾緊的一類大型的夾具，其設計制造周期和質量直接影響到飛機研制的周期和質量。型架的剛性和穩(wěn)定性是保證飛機裝配準確度和協(xié)調準確度的重要指標，其設計與制造一直是飛機產品研制的瓶頸問題。本文著重介紹的是使用CATIA V5軟件進行某型飛機垂尾后梁組件型架的設計。針對垂尾后梁的結構及特點，進行工藝分析及研究，制定工藝方案，設計裝配型架，并且擬定裝配工藝規(guī)程等。工裝上詳細闡述了定位器定位產品零、組件的定位方式以及如何用工具球完成整個型架的安裝過程；根據型架結構的特點，確定了型架設計的總體方向，擬采用“先整體后局部”的設計思想；同時還介紹了，運用CATIA V5軟件的實體成型、裝配約束、及三維實體轉化成二維工程圖等功能進行裝配型架設計的全部過程；根據型架工作要求，制定合理的裝配工藝規(guī)程及協(xié)調路線；最后論證了經濟技術的可行性。關鍵詞：CATIA ；型架；裝配；三維實體建模；工具球резюмеТип кадра сборки самолетов, право нуля позиционирования компонентов классе больших зажима конструкция приспособления и производственный цикл и его непосредственное влияние на качество самолетов цикл развития и качества. Тип жесткость рамы и стабильность гарантирована точность сборки самолетов и координации важным показателем точности его дизайне самолета и развитие производства продукции была узким местом проблемы. Эта статья посвящена использованию CATIA V5 программные компоненты обратно самолет хвостом системе покоя дизайна. Для структуры и характеристик хвоста Лян, анализ процесса и научных исследований, разработать технологические решения разработаны сборки джиг, и подготовить процесс сборки, правила и процедуры. Инструмент разработан нуля локатор позиционирование продукции, позиционирования и компоненты, как использовать инструмент, чтобы завершить весь шаркадр процесса установки。 В нем также представлены, используя программное обеспечение CATIA V5 лиц формирования, сборочные зависимости и трехмерные объекты в двумерных чертежей и других функций для сборкикаркасной конструкции всего процесса。 В зависимости от типа работ требованиям кадра, установить разумные процедуры и координации маршрутов процесс сборки, и, наконец утверждает, что экономическая и техническая целесообразность.Ключевые слова: CATIA。кадра。 собраний。 мерного моделирования。 Шаровая目錄1引言 12垂尾后梁的結構及工藝性分析 2 2 33裝配型架的設計 4 4 4 4 4 6 7 7 8 8 8 10 11 11 11 12 12 13 13 14 14 154 CATIA軟件的應用選擇及裝配型架的設計總論 16 16 17 垂尾后梁的定位要求 17 垂尾后梁定位原則 18 垂尾后梁裝配定位方式 18 裝配型架的定位件的布局 22 22 夾緊件 22 定位夾緊件的設計 23 25 2需要定位的具體零組件定位方式 275型架總裝配及干涉分析 30 30 30 326工程二維圖的生成和經濟技術條件分析 35 35 35 工程圖的生成過程 35 工程圖的修改和標注 36 36 377總結 38參考文獻 39致 謝 41附錄Ⅰ 協(xié)調路線 42附錄Ⅱ技術條件 43附錄Ⅲ工藝規(guī)程 45531引言飛機的裝配和安裝在飛機的制造中占有很重要的地位。在一般的機械制造中，裝配和安裝的工作量占產品的20%左右，而在飛機制造中，裝配和安裝的工作量占飛機的制造重量的50%60%左右。原因有兩點，首先飛機結構復雜，零件與連接件數(shù)量較大。其次裝配與安裝的機械化程度比較低，手工勞動占很大比例，技術難度大。因此，提高飛機的裝配與安裝的技術水平在飛機制造中有著重要意義[1]。在一般的機械制造中，由于絕大部分零件是剛度較大的機械加工件，所以機械制造中的準確度主要取決于零件的準確度，在裝配時，零件之間定位主要依靠他們之間的配合表面，一般不需要使用裝配夾具。而在飛機制造中，由于大部分飛機結構零件是鈑金件，這些零件形狀復雜并且寸大，剛度小容易變形。飛機制造的準確度很大程度上取決于裝配和安裝的準確度。在裝配時，必須使用復雜的裝配型架來保證裝配的準確度。進入二十一世紀后，計算機水平得到了突飛猛進的發(fā)展，計算機在人們的生活中所占有的地位也越來越高，應用也越來越廣，隨之而來的一系列應用軟件也應之出現(xiàn)，他們使得人們的工作進行的更便利。合理的裝配型架可以節(jié)省裝配的勞動量并且還能提高勞動效率，可傳統(tǒng)的型架設計需要實際建造，設計型架調整、準備周期長，預先工作量大。而使用CATIA V5軟件中的三維實體建模功能，實現(xiàn)了以數(shù)字量傳遞的協(xié)調方法來進行工裝制造，節(jié)省了大量的移形用工裝（包括標準工裝和過渡模型）、部分生產用工裝和檢驗工裝，減少了大量的形狀尺寸和尺寸傳遞的中間環(huán)節(jié)，最重要的是能夠運用CATIA V5 對建立的實體模型進行預裝配，能夠在電腦虛擬的情況下發(fā)生干涉，并且隨時可以改動調整，還可以使用仿真功能形象的觀察設計型架的虛擬裝配過程。整個設計過程完全可以在電腦的虛擬狀態(tài)下完成，不需要工人的實際的勞動和設計型架的模型建造，從而節(jié)省了大量的人力和物力，并且縮短了飛機裝配工作的準備周期。2垂尾后梁的結構及工藝性分析垂尾后梁組件是垂尾乃至全機的一個重要組件。因為后梁組件直接與平尾轉軸相連接。并且平尾轉軸控制著整個飛機的平衡，而后梁緣條是一類支撐整個后梁組件的重要零件。垂尾后梁為飛機垂尾的一部分其根本作用是加強垂尾的強度和保持飛機平衡。，其制造使用的材料大部分是剛度較差的薄壁材料。垂尾后梁工件由緣條、連接件、墊板等零件組成，其材料為 70750 包鋁，全部均為鈑金零件。因此在設計型架時必須考慮有一定的支撐裝置、緊固裝置用以拖住和固定腹板，以免引起裝配時因為受力不均勻導致變形和竄動。 本垂尾后梁上面的零件基本都是簡單的鈑金件，形狀也相對比較規(guī)則，這樣就減輕了夾具的設計負擔，使工藝裝備數(shù)量大大減少，從而降低生產制造成本，并且充分提高了生產效率。產品工藝性是指在保證產品質量的前提下，在產品的生產制造過程中能夠采用最合理、最經濟的工藝方法，從而達到最高生產指標的那些構造屬性。為了便于飛機生產獲得最佳的經濟效益、降低生產成本、縮短生產的制造周期、節(jié)約所用原材料、提高勞動生產效率、改善工人工作條件等，必須對產品工藝性進行審查。工藝性審查是設計工作的重要組成部分之一，是設計工作不可省略的程序。垂尾后梁的工件均為鈑金零件，其制造材料選用的是在飛機制造過程中最常用的包鋁，因其可塑性強、加工成型過程相對比較容易的特點，所以在裝配過程中要保證受力合理，不能使其發(fā)生變形。在工件的設計過程中已經確定了合理的工藝分離面及其容差的選擇和分配，這為工件的裝配過程確定了基礎。 3裝配型架的設計。即保證進入裝配的零件、組合件、板件或段件在裝配時定位準確，保持其正確的形狀和一定的工藝性，以便進行連接，在裝配過程中限制其連接變形，使連接裝配后的產品符合圖紙技術條件的要求，即滿足準確度要求及互換協(xié)調的要求[1]。，提高裝配工作生產率，降低成本。由于飛機形狀復雜，剛度又小，在飛機裝配工作中采用型架，就更能發(fā)揮夾具定位夾緊迅速可靠的效果。通過裝配型架將工件安放在適當?shù)墓ぷ魑恢?；提高工作效率[1]。 1．骨架：它是型架的機體，用以固定和支撐定位件、夾緊件等其他元件，保持各元件的空間位置的準確度機器穩(wěn)定性。 ：它是型架的主要工作元件，用以保證工件在裝配過程中具有準確的位置。定位件應準確可靠、相互協(xié)調和使用方便。 ：它是使工件牢靠地固定在定位件上的加力元件。夾緊件應迅速可靠、使用方便，不致?lián)p傷工件表面。夾緊件一般是與定位件配合使用，稱為定位夾緊件。 4輔助設備：包括工作踏板、工作梯、托架、工作臺、起重吊掛、地面運輸車及照明、壓縮空氣管路等。輔助設備也是使工作方便、安全、減輕勞動強度、提高生產率所必不可少的型架組成部分。裝配工藝裝備的設計質量，同其他的生產工藝裝備一樣是以產品質量、工作效率、操作安全和成本作為衡量標準，并以此作為設計工作所遵循的基本原則。所以，裝配工藝裝備設計的基本原則及技術條件要求應包括以下幾方面： （1）滿足裝配工藝要求；（2）定位合理，夾緊可靠；（3）工作開敞，操作條件好；（4）定位件及夾緊件的操作簡單，活動構件應便于開啟和工作位置的恢復；（5）產品的出架和出架方式合理。（1）定位系統(tǒng)的設計應保證工藝裝備之間的協(xié)調性，并合理確定其制造協(xié)調方法；（2）要從結構設計上考慮到在工藝裝備的制造上（指工藝性）能更好的達到工藝裝備之間的協(xié)調性；（3）對于加入尺寸控制環(huán)節(jié)（即數(shù)字傳遞環(huán)節(jié)）的定位件，必須確定合理的定位或轉換基準，以減少安裝誤差。（1）剛度合理，重要構件應消除應力；（2）活動定位件的使用位置較穩(wěn)定；（3）根據產品的尺寸大小和精度要求情況，在工裝結構設計上應有消除或減少溫度因素對協(xié)調影響的相應措施；（4）工藝裝備在地坪上安放，應優(yōu)先采用“三點”支撐或“多點支可調”支撐，以消除地基下沉對型架準確度的影響或便于恢復型架的總體精度。本畢業(yè)設計艙門支架組件屬于較輕的尺寸也不是很大的零件，故支撐底座不用承受較大的壓力，故設計成四點可調支撐，從而保證了型架的精度。（1）在滿足使用要求的前提下，工藝裝備的結構造價應較低；（2）在工藝結構裝備上應考慮到產品改形對其提出的改造可行性；（3）工藝裝備的選擇及其結構設計，必須處理好新機研制、試制和批量生產三者的關系；（4）便于工裝的故障維修；（5）類似產品的工藝裝備結構，必須盡量同一化（只結構 相似和元件相似或相同），以利于工藝裝備的制造；（6）選擇合理的制造公差，并具有良好的制造工藝性；（7）合理的利用原材料，優(yōu)先選用庫存材料；盡量次用標準件，優(yōu)先采用儲備的標準件。（1）在產品的定位和夾緊的過程中，應有必要的保護措施，以防產品在出架時不致因擺動而被碰傷；（2）大型活動構件應有配重和省力裝置，操作者的活動區(qū)域內，工藝裝備零件不得有銳角和銳邊，這樣可保證工人安全；（3）較重的可卸構件，應設置起吊裝置和存放支撐；承力較大的構件，必須經過強度校核。注意采用先進性結構和工藝方法，以提高工藝裝備的使用性和降低工藝裝備的制造費用。