李 濤 孫麗華
(1.沈陽飛機工業(集團)有限公司工裝設計所,遼寧 沈陽 110850;2.遼寧經濟管理干部學院,遼寧 沈陽 110122)
在飛機制造行業中,有兩種方法保證互換協調:模擬量傳遞和數字量傳遞。隨著近年來航空業不斷發展壯大,新機型要求快速研制生產以占領市場,就要求工藝裝備的設計制造周期相應縮短,因此數字化傳遞技術在我公司軍民機科研生產中得到了廣泛的應用。
對于某些裝配工裝的制造與安裝,設計的初始想法并未打算應用計算機輔助測量系統來安裝,而圖紙中給出的只是零、部件間的相對尺寸關系。但有些工裝的零、部件間的相對尺寸是很長的,而且裝配基準在實際安裝制造中并不是很理想,這給工裝的裝配帶來很大困難。最重要的是安裝后型架裝配精度很難保證設計給出的理論數據,對于檢驗驗收也提出了很大的挑戰,而且在后續的檢修、返修中也留下了一定的難度。下圖(圖1)所示為某型飛機架外2號工裝裝配示意圖,通過查看圖紙分析得出該裝配工裝有以下四個特點:
①四個交點定位器的連接底座重量大、尺寸高,人工調整困難。
②四個交點定位器相對位置比較遠,裝配后要求安裝尺寸精度高。
③如果利用傳統的水平儀、經緯儀等儀器安裝該型架,需要的二類工具較多、尺寸長因而引入的裝配誤差的概率就會相應增大。其中最關鍵的問題是裝配后精度低、安裝周期長、需要人力成本極高。
④對測量人員的操作水平要求很高。
圖1 某型飛機架外2號工裝裝配示意圖
基于以上問題的出現,為了能夠按時保質保量的完成該工裝的制造任務,根據以往的工裝裝配制造經驗,結合激光跟蹤儀的本身優點,我們決定采用數字化裝配來完成該工裝的安裝任務,具體采取措施如下:
①根據夾具零件在工裝上位置和使用情況,在夾具定位器上選擇適當位置處增加裝配測量用工具球孔。
②協調各定位器位置,按地基圖所示安裝各定位器支架,用水平儀調整各支架上的平面水平,用經緯儀初調對稱方向尺寸,通過傳統的安裝方法初裝各定位器。
③在地基圖上預先計算出測量用的基準工具球,然后在地基上根據各定位器位置用經緯儀、水平儀等安裝4個基準工具球座TB101~TB104見圖2,并保證安裝后工具球座間的相互平行、垂直及與各定位器大致平行垂直關系。
④利用地基平面上的基準工具球點使用激光跟蹤儀實測該四個基準點TB101~TB104的位置(如圖2所示TB101~TB104工具球值),必要時可以在工裝適當位置增加輔助基準測量點。并按照圖紙所示將理論值輸入激光跟蹤儀進行做小二乘法擬合,計算該工裝的坐標系。
⑤根據圖紙各定位器相對位置尺寸,換算出定位器的在該坐標系工具球值(如圖2所示TB105~TB112工具球值)。
⑥按上述坐標系及各定位器工具球值來安裝其余定位器。.
圖2 某型飛機架外2號工裝工具球示意圖
通過裝配方法改進,我們的裝配周期縮短15天,安裝精度也相應提高了一個數量等級,提前交付了本套工裝,本工裝經使用車間項目組等多方面論證,認定方案不僅可行,而且精度準確可靠。在以后的生產實踐中我們的這種裝配方法得到了廣泛的應用。類似的工裝裝配方法有:747口框裝配工裝、某機型外翼協調檢驗夾具等都用到了該安裝方法。最后在工裝設計、制造時加大計算機輔助測量設備的使用,減少工人的工作量,提高工裝的制造水平。
參考文獻(References):
[1]Axyz LTM Software Reference Manual
[2]Axyz DM Software Reference Manual
[3]激光跟蹤儀操作指南 AXYZ1.4.1
[4]幾何量公差與測量技術 東北大學出版社張玉劉平主編
[5]CATIA工程制圖 機械工業出版社劉宏新等主編
[6]CATIA V5零件設計范例 清華大學出版社 詹才浩主編
[7]機械設計簡明手冊 國防工業出版社 楊黎明楊志勤主編
[8]機械設計基礎 北京理工大學王志偉主編