【正文】 垂尾后梁組件裝配夾具的設(shè)計(jì)院 系航空航天工程學(xué)部專 業(yè)飛行器制造工程班 級(jí)學(xué) 號(hào)姓 名指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)教師沈陽航空航天大學(xué)2013年6月沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要型架是飛機(jī)裝配中，對(duì)零、組件進(jìn)行定位夾緊的一類大型的夾具，其設(shè)計(jì)制造周期和質(zhì)量直接影響到飛機(jī)研制的周期和質(zhì)量。型架的剛性和穩(wěn)定性是保證飛機(jī)裝配準(zhǔn)確度和協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度的重要指標(biāo)，其設(shè)計(jì)與制造一直是飛機(jī)產(chǎn)品研制的瓶頸問題。本文著重介紹的是使用CATIA V5軟件進(jìn)行某型飛機(jī)垂尾后梁組件型架的設(shè)計(jì)。針對(duì)垂尾后梁的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，進(jìn)行工藝分析及研究，制定工藝方案，設(shè)計(jì)裝配型架，并且擬定裝配工藝規(guī)程等。工裝上詳細(xì)闡述了定位器定位產(chǎn)品零、組件的定位方式以及如何用工具球完成整個(gè)型架的安裝過程；根據(jù)型架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，確定了型架設(shè)計(jì)的總體方向，擬采用“先整體后局部”的設(shè)計(jì)思想；同時(shí)還介紹了，運(yùn)用CATIA V5軟件的實(shí)體成型、裝配約束、及三維實(shí)體轉(zhuǎn)化成二維工程圖等功能進(jìn)行裝配型架設(shè)計(jì)的全部過程；根據(jù)型架工作要求，制定合理的裝配工藝規(guī)程及協(xié)調(diào)路線；最后論證了經(jīng)濟(jì)技術(shù)的可行性。關(guān)鍵詞：CATIA ；型架；裝配；三維實(shí)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(jié)構(gòu)及工藝性分析 2 2 33裝配型架的設(shè)計(jì) 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(yīng)用選擇及裝配型架的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì) 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(jīng)濟(jì)技術(shù)條件分析 35 35 35 工程圖的生成過程 35 工程圖的修改和標(biāo)注 36 36 377總結(jié) 38參考文獻(xiàn) 39致 謝 41附錄Ⅰ 協(xié)調(diào)路線 42附錄Ⅱ技術(shù)條件 43附錄Ⅲ工藝規(guī)程 45531引言飛機(jī)的裝配和安裝在飛機(jī)的制造中占有很重要的地位。在一般的機(jī)械制造中，裝配和安裝的工作量占產(chǎn)品的20%左右，而在飛機(jī)制造中，裝配和安裝的工作量占飛機(jī)的制造重量的50%60%左右。原因有兩點(diǎn)，首先飛機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件與連接件數(shù)量較大。其次裝配與安裝的機(jī)械化程度比較低，手工勞動(dòng)占很大比例，技術(shù)難度大。因此，提高飛機(jī)的裝配與安裝的技術(shù)水平在飛機(jī)制造中有著重要意義[1]。在一般的機(jī)械制造中，由于絕大部分零件是剛度較大的機(jī)械加工件，所以機(jī)械制造中的準(zhǔn)確度主要取決于零件的準(zhǔn)確度，在裝配時(shí)，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(jī)制造中，由于大部分飛機(jī)結(jié)構(gòu)零件是鈑金件，這些零件形狀復(fù)雜并且寸大，剛度小容易變形。飛機(jī)制造的準(zhǔn)確度很大程度上取決于裝配和安裝的準(zhǔn)確度。在裝配時(shí)，必須使用復(fù)雜的裝配型架來保證裝配的準(zhǔn)確度。進(jìn)入二十一世紀(jì)后，計(jì)算機(jī)水平得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在人們的生活中所占有的地位也越來越高，應(yīng)用也越來越廣，隨之而來的一系列應(yīng)用軟件也應(yīng)之出現(xiàn)，他們使得人們的工作進(jìn)行的更便利。合理的裝配型架可以節(jié)省裝配的勞動(dòng)量并且還能提高勞動(dòng)效率，可傳統(tǒng)的型架設(shè)計(jì)需要實(shí)際建造，設(shè)計(jì)型架調(diào)整、準(zhǔn)備周期長，預(yù)先工作量大。而使用CATIA V5軟件中的三維實(shí)體建模功能，實(shí)現(xiàn)了以數(shù)字量傳遞的協(xié)調(diào)方法來進(jìn)行工裝制造，節(jié)省了大量的移形用工裝（包括標(biāo)準(zhǔn)工裝和過渡模型）、部分生產(chǎn)用工裝和檢驗(yàn)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(yùn)用CATIA V5 對(duì)建立的實(shí)體模型進(jìn)行預(yù)裝配，能夠在電腦虛擬的情況下發(fā)生干涉，并且隨時(shí)可以改動(dòng)調(diào)整，還可以使用仿真功能形象的觀察設(shè)計(jì)型架的虛擬裝配過程。整個(gè)設(shè)計(jì)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(shí)際的勞動(dòng)和設(shè)計(jì)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(jī)裝配工作的準(zhǔn)備周期。2垂尾后梁的結(jié)構(gòu)及工藝性分析垂尾后梁組件是垂尾乃至全機(jī)的一個(gè)重要組件。因?yàn)楹罅航M件直接與平尾轉(zhuǎn)軸相連接。并且平尾轉(zhuǎn)軸控制著整個(gè)飛機(jī)的平衡，而后梁緣條是一類支撐整個(gè)后梁組件的重要零件。垂尾后梁為飛機(jī)垂尾的一部分其根本作用是加強(qiáng)垂尾的強(qiáng)度和保持飛機(jī)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(shè)計(jì)型架時(shí)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(shí)因?yàn)槭芰Σ痪鶆驅(qū)е伦冃魏透Z動(dòng)。 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(duì)比較規(guī)則，這樣就減輕了夾具的設(shè)計(jì)負(fù)擔(dān)，使工藝裝備數(shù)量大大減少，從而降低生產(chǎn)制造成本，并且充分提高了生產(chǎn)效率。產(chǎn)品工藝性是指在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，在產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過程中能夠采用最合理、最經(jīng)濟(jì)的工藝方法，從而達(dá)到最高生產(chǎn)指標(biāo)的那些構(gòu)造屬性。為了便于飛機(jī)生產(chǎn)獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益、降低生產(chǎn)成本、縮短生產(chǎn)的制造周期、節(jié)約所用原材料、提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率、改善工人工作條件等，必須對(duì)產(chǎn)品工藝性進(jìn)行審查。工藝性審查是設(shè)計(jì)工作的重要組成部分之一，是設(shè)計(jì)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(jī)制造過程中最常用的包鋁，因其可塑性強(qiáng)、加工成型過程相對(duì)比較容易的特點(diǎn)，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(shè)計(jì)過程中已經(jīng)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(chǔ)。 3裝配型架的設(shè)計(jì)。即保證進(jìn)入裝配的零件、組合件、板件或段件在裝配時(shí)定位準(zhǔn)確，保持其正確的形狀和一定的工藝性，以便進(jìn)行連接，在裝配過程中限制其連接變形，使連接裝配后的產(chǎn)品符合圖紙技術(shù)條件的要求，即滿足準(zhǔn)確度要求及互換協(xié)調(diào)的要求[1]。，提高裝配工作生產(chǎn)率，降低成本。由于飛機(jī)形狀復(fù)雜，剛度又小，在飛機(jī)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(dāng)?shù)墓ぷ魑恢茫惶岣吖ぷ餍蔥1]。 1．骨架：它是型架的機(jī)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(zhǔn)確度機(jī)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(zhǔn)確的位置。定位件應(yīng)準(zhǔn)確可靠、相互協(xié)調(diào)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(yīng)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(shè)備：包括工作踏板、工作梯、托架、工作臺(tái)、起重吊掛、地面運(yùn)輸車及照明、壓縮空氣管路等。輔助設(shè)備也是使工作方便、安全、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)率所必不可少的型架組成部分。裝配工藝裝備的設(shè)計(jì)質(zhì)量，同其他的生產(chǎn)工藝裝備一樣是以產(chǎn)品質(zhì)量、工作效率、操作安全和成本作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，并以此作為設(shè)計(jì)工作所遵循的基本原則。所以，裝配工藝裝備設(shè)計(jì)的基本原則及技術(shù)條件要求應(yīng)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(dòng)構(gòu)件應(yīng)便于開啟和工作位置的恢復(fù)；（5）產(chǎn)品的出架和出架方式合理。（1）定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證工藝裝備之間的協(xié)調(diào)性，并合理確定其制造協(xié)調(diào)方法；（2）要從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上考慮到在工藝裝備的制造上（指工藝性）能更好的達(dá)到工藝裝備之間的協(xié)調(diào)性；（3）對(duì)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(zhuǎn)換基準(zhǔn)，以減少安裝誤差。（1）剛度合理，重要構(gòu)件應(yīng)消除應(yīng)力；（2）活動(dòng)定位件的使用位置較穩(wěn)定；（3）根據(jù)產(chǎn)品的尺寸大小和精度要求情況，在工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)有消除或減少溫度因素對(duì)協(xié)調(diào)影響的相應(yīng)措施；（4）工藝裝備在地坪上安放，應(yīng)優(yōu)先采用“三點(diǎn)”支撐或“多點(diǎn)支可調(diào)”支撐，以消除地基下沉對(duì)型架準(zhǔn)確度的影響或便于恢復(fù)型架的總體精度。本畢業(yè)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)成四點(diǎn)可調(diào)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(jié)構(gòu)造價(jià)應(yīng)較低；（2）在工藝結(jié)構(gòu)裝備上應(yīng)考慮到產(chǎn)品改形對(duì)其提出的改造可行性；（3）工藝裝備的選擇及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，必須處理好新機(jī)研制、試制和批量生產(chǎn)三者的關(guān)系；（4）便于工裝的故障維修；（5）類似產(chǎn)品的工藝裝備結(jié)構(gòu)，必須盡量同一化（只結(jié)構(gòu) 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(biāo)準(zhǔn)件，優(yōu)先采用儲(chǔ)備的標(biāo)準(zhǔn)件。（1）在產(chǎn)品的定位和夾緊的過程中，應(yīng)有必要的保護(hù)措施，以防產(chǎn)品在出架時(shí)不致因擺動(dòng)而被碰傷；（2）大型活動(dòng)構(gòu)件應(yīng)有配重和省力裝置，操作者的活動(dòng)區(qū)域內(nèi)，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(gòu)件，應(yīng)設(shè)置起吊裝置和存放支撐；承力較大的構(gòu)件，必須經(jīng)過強(qiáng)度校核。注意采用先進(jìn)性結(jié)構(gòu)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(fèi)用。