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[摘 要]随着社会经济济持续、稳定、高效率发展的推动下，飞机数字化装配逐渐受到重视，并取得了突出成绩，通过改变刚性工装技术（转变为柔性工装）可以将装配周期缩短，并且节约工作用地。研究发现，飞机壁板等重要构件在数字化装配理念的引导下，不仅装配精度较高，而且装配效率也提升显著，推动了飞机装配技术的高质量发展，将飞机装配推向了全新的高度。
[關键词]飞机装配;构件设计;装配型架
[中图分类号]V262.4 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）01–00–02
Design and Analysis of Typical Components of Aircraft Assembly Frame
Wang Li-jing，Zhao Jing-hui，Shi Wei-qiang
[Abstract]Driven by sustained， stable， and high-efficiency economic development， aircraft digital assembly has gradually received attention and has achieved outstanding results. By changing the rigid tooling technology （converted to flexible tooling）， the assembly cycle can be shortened and work space can be saved. Studies have found that under the guidance of digital assembly concepts， aircraft siding and other important components have not only higher assembly accuracy， but also significantly improved assembly efficiency. A mature assembly system has emerged， which promotes the high-quality development of aircraft assembly technology. Propelled aircraft assembly to a whole new level.
[Keywords]aircraft assembly;component design;assembly frame
飞机机身之所以具备承载力，和壁板结构存在直接联系，主要是因为机身的主要构成就是壁板，通常由若干壁板形成，因此可以得出结论，壁板的装配质量是一项重要指标，对装配水平影响较大。通过研究发现，壁板结构较为特殊，薄壁结构特征显著，由钣金件装配成型，因为这些钣金件在装配阶段易变形，所以装配难度大。再加上壁板可靠性要求高，为了保证装配效果，需要对装配方式合理选择，完成对壁板等构件的科学设计，以此来提升构件装配质量，增强飞机机身稳定性。
1 装配型架的结构与功用
1.1 装配型架的结构
骨架、定位件，搭配使用夹紧件，就构成了装配型架的结构。其中骨架占据主体地位，主要作用是支撑定位件和固定夹紧件，从外型上来看，更像是一个大的架子，骨架的存在可以保证其他构件位置精准，作用十分显著，在实际应用中，骨架的刚度要求较高，因为无论是定位件还是夹紧件都要附着在骨架上，所以骨架的稳定性一定要好。就应用现状来看，骨架结构形式比较多变，种类较多，像框架式、组合式等都是典型的骨架形式。另外，定位件和夹紧件同样重要，都属于装配型架必不可少的部分，定位件顾名思义就是用来确定零件位置的。因此，在使用中，定位件需要保证准确、可靠，并且操作简单，具有不损伤工件面等优势。通常情况下，定位件和夹紧件是相互配合的关系，所以也被叫做定位夹紧件。除此之外，还需要一些辅助设备，像工作台、照明设备等，在这些辅助设备的帮助下，装配工作才能顺利进展，并且高效、安全完成，同样至关重要。
1.2 装配型架的功用
随着应用范围扩大，装配型架的重要性逐渐显现出来，并受到高度关注，最近几年，这方面的研究正在有条不紊开展，对于飞机部件装配准确度的提高和互换性增强起到了决定性作用。装配准确度是指在零件装配时，可以保证准确的定位，确保零件的工艺刚度，并且形状、规格等满足使用要求。而互换性指的是在实际装配阶段，合理控制变形量，在保证使用性能的基础上，可以实现和同型号零件的互换，这是一项重要指标，不容忽视。通过上述介绍可以发现，装配型架的功用不仅体现在夹紧和定位零件上，对零件的形状控制同样有效，可以保证零件定位准确。现实应用中，飞机的零件种类较多，多数都是钣金件，这种材质具有尺寸大、刚度小的显著特征，因此为了提高产品装配的准确度，要通过合理、科学措施，减少钣金件的形变。对零件形状来说，想要保证形状的准确性，可以结合待装配零件的参数要求，调整定位器的使用数量，保证工件既满足准确的外形需求，同时兼具理想的工艺刚度。另外，焊接阶段，要避免零件变形，将误差降到最低。
1.3 型架的外形定位
飞机型架想要保证质量，还有一个关键的步骤，那就是外形定位件的使用，外形定位件的作用十分显著，主要用来提升外形准确度，像卡板、内型板等都是重要的定位件。使用中，卡板和内型板的功能性比较一致，都是为了保证外形准确度达到理想状态，除此之外，还会涉及到包络板，包络板的应用主要是针对部件的曲面外形，在包络板的辅助下，曲面外形的准确度也可以合理控制。卡板及包络板安装位置相同，都是在部件外侧，与之相反的是内型板，借助内型板可以完成蒙皮内型的定位。值得注意的是，一些特殊型架，单纯依靠卡板来定位是远远不够的，还需要辅助内卡板。 2 飞机壁板结构建模
随着对飞机装配型架研究的深入，飞机壁板的重要性逐渐显现出来，飞机壁板结构特殊，想要完成高质量的飞机壁板装配，就要从构建优化设计入手。结合传统的工艺可以发现，零件定位非常关键，需要依托型架完成，具体来说，就是要在型架上完成一系列零件定位工作，在进行此项工作时，定位器的辅助非常重要，但是在实际定位阶段，经常会因为工裝结构复杂，导致定位精度一直不理想。传统的装配型架比较古板，属于刚性结构，装配型架和壁板的型号是对应的，一个装配型架只能匹配一个型号的壁板，因此安装成本高，装配作业需要大量时间和精力。并且因为多数都是人工装配，不仅装配效率低，制成的孔精度同样较低，有误差存在，对零件的协调性危害较大。
2.1 蒙皮
蒙皮的重要性十分显著，属于飞机重要构成，蒙皮的稳定性是一项重要指标，与飞机的气动外形紧密联系。蒙皮的定位需要借助内型板来实现，就目前情况看，蒙皮制造材料要求较高，为了保证蒙皮的使用效果，铝合金材质往往是最佳的选择，但并不是绝对的，有些飞机蒙皮还会选择钢或者钛合金作为主要材质。实践表明，在选择好蒙皮材质和成型方法后，可以借助先进的数控机床，完成蒙皮的加工，并做好表面处理。结合蒙皮制造工艺特征可以发现，想要保证蒙皮的制作质量，确保蒙皮的实际功效，需要结合实际情况添加耳片，这样便可以方便蒙皮与卡板定位，效果十分显著。
2.2 长桁
蒙皮之后就是长桁，按照位置来看，长桁与蒙皮连接，属于重要连接构件，起着承载的作用，和蒙皮一起承担剪切力，这股剪切力主要是由机身弯曲引起的，由于机身弯曲，会有轴向载荷生成，并伴随着局部气动力，在两者的作用下形成了剪切力，因为长桁具有承载剪切力的功效，因此属于壁板重要零件。在实际应用中，作用显著。为了保证长桁发挥作用，在进行结构优化时，要结合截面形状，判断使用什么类型的长桁，一般分为T型、L型以及工字型长桁等。
2.3 凸缘
凸缘位于蒙皮和隔框中间，通过铆接的方式将两者紧密连接，凸缘在实际应用中发挥着关键作用，可以将蒙皮承受的力减轻，起到保护蒙皮的作用，在凸缘的帮助下，蒙皮的服役时间会比较长，机身性能可以更加稳定，是装配型架的核心部件，其设计和安装质量不容忽视。作用如下：凸缘可以将蒙皮承受的载荷传递给钣金框，让钣金框分担蒙皮的作用力，因为钣金框强度要大于蒙皮，所以承载效果会更加理想。与此同时，还可以起到固定隔框位置的作用，是壁板的核心构成，属于必不可少的零件，在设计和使用中要引起注意。
2.4 角片
除了上述几个核心构件之外，角片同样起着关键作用，在应用阶段，通过铆接的方式，将核心构件长桁和隔框连接，提高结构的整体强度，让装配型架的稳定性更加理想。与此同时，角片与凸缘一起可以将蒙皮的轴向力减弱，对蒙皮起到保护作用，这样的设计可以让飞机壁板性能更加优越，具有理想的抗弯能力。在设计与安全阶段，为了保证隔框具有理想的安装精度，通常情况下，角片与隔框应该保证紧密贴合，并且和凸缘接合面在同一水平位置。只有这样，才能保证角片发挥作用。
2.5 框
上文中不仅一次提到了框，隔框的位置十分重要，处于凸缘与蒙皮中间，发挥承上启下的功效，通过框的使用，可以让壁板抗剪能力增强，提高壁板的刚度，在框的辅助下，有效防止壁板失稳。研究发现，即使在纵向载荷的强大作用下，壁板的稳定性也不会受到影响，效果十分显著。
2.6 壁板的组成
通过上文的分析可以知道，壁板的特点十分突出，主要体现在蒙皮较薄，并且分布密集。壁板的草图如下图1所示。
3 飞机壁板装配方案
前文中对飞机装配型架的壁板结构以及核心构件进行了简要分析，通过分析发现，飞机壁板装配属于一项十分系统且全面的工作，涉及到的内容和环节众多，在实际装配阶段，需要严格把握细节，才能将壁板零件按照设计要求装配到位，结合现有的技术，完成零件定位、制孔以及铆接等一系列工作，实践表明，飞机壁板装配属于飞机装配核心环节，重要性不容忽视。壁板装配质量可以直接决定装配型架的稳定性以及服役时间，是装配型架结构优化的关键。飞机壁板的特征十分鲜明，具有尺寸大并且壁板薄的特性，结构较为复杂，装配难度较高，对装配精度要求非常严格，在实际应用中，多采用强度较高的板材来完成加工，例如：铝合金等材质。结合现状可以发现，常采用刚性工装，为了保证质量必须要依靠大量的夹紧件以及零件固定件，工装没有通用性，并且采用这种方法，制孔效率非常低，装配精度无法保证，传统装配技术会延长飞机生产周期，而且装配制造成本一直居高不下。基于这样的前提，一种先进的装配理念被提出，数字化装配方式是建立在数字技术的基础上，对原有装配手段的升级与改造，装配零件都是结合数据模型来完成定位的，零件定位的准确率大幅度提高，与此同时，这种边定位边制孔的科学方式，可以将定位误差降低并合理控制，定位精度因此得到保障。由于零件是依托数模来完成定位的，所以定位器的数量可以减少很多，这样就简化了工装。在此基础上，借助可更换卡板的最新工装方法，可以提高装配工装的柔性，不仅控制了工装的数量，降低了工装的成本，还可以保证工装质量，大幅度提升效率。
4 结语
综上所述，飞机装配型架的装配质量尤为重要，想要保证理想的装配效果，就要对其典型构件进行分析，研究发现，飞机壁板属于核心构件，飞机壁板装配性能可以影响飞机装配型架的整体结构，不容忽视。在壁板装配阶段，需要综合考虑多重要素，其中零件的定位是关键，可以决定壁板的装配水平，为了强化装配效果，提高零件协调性，需要采用先进装配理念，将定位误差合理控制，借助装配仿真模型，对壁板性能全方位验证，以此来提高装配质量，为装配型架的应用提供保障。
参考文献
[1] 张正兴，孙飞.前机身柔性双工位总装型架装配技术研究[J].中国重型装备，2021（1）：1-2，6.
[2] 吴冰.基于飞机装配型架设计技术的研究[J].科技创新导报，2020，17（8）：2-3.
[關键词]飞机装配;构件设计;装配型架
[中图分类号]V262.4 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）01–00–02
Design and Analysis of Typical Components of Aircraft Assembly Frame
Wang Li-jing，Zhao Jing-hui，Shi Wei-qiang
[Abstract]Driven by sustained， stable， and high-efficiency economic development， aircraft digital assembly has gradually received attention and has achieved outstanding results. By changing the rigid tooling technology （converted to flexible tooling）， the assembly cycle can be shortened and work space can be saved. Studies have found that under the guidance of digital assembly concepts， aircraft siding and other important components have not only higher assembly accuracy， but also significantly improved assembly efficiency. A mature assembly system has emerged， which promotes the high-quality development of aircraft assembly technology. Propelled aircraft assembly to a whole new level.
[Keywords]aircraft assembly;component design;assembly frame
飞机机身之所以具备承载力，和壁板结构存在直接联系，主要是因为机身的主要构成就是壁板，通常由若干壁板形成，因此可以得出结论，壁板的装配质量是一项重要指标，对装配水平影响较大。通过研究发现，壁板结构较为特殊，薄壁结构特征显著，由钣金件装配成型，因为这些钣金件在装配阶段易变形，所以装配难度大。再加上壁板可靠性要求高，为了保证装配效果，需要对装配方式合理选择，完成对壁板等构件的科学设计，以此来提升构件装配质量，增强飞机机身稳定性。
1 装配型架的结构与功用
1.1 装配型架的结构
骨架、定位件，搭配使用夹紧件，就构成了装配型架的结构。其中骨架占据主体地位，主要作用是支撑定位件和固定夹紧件，从外型上来看，更像是一个大的架子，骨架的存在可以保证其他构件位置精准，作用十分显著，在实际应用中，骨架的刚度要求较高，因为无论是定位件还是夹紧件都要附着在骨架上，所以骨架的稳定性一定要好。就应用现状来看，骨架结构形式比较多变，种类较多，像框架式、组合式等都是典型的骨架形式。另外，定位件和夹紧件同样重要，都属于装配型架必不可少的部分，定位件顾名思义就是用来确定零件位置的。因此，在使用中，定位件需要保证准确、可靠，并且操作简单，具有不损伤工件面等优势。通常情况下，定位件和夹紧件是相互配合的关系，所以也被叫做定位夹紧件。除此之外，还需要一些辅助设备，像工作台、照明设备等，在这些辅助设备的帮助下，装配工作才能顺利进展，并且高效、安全完成，同样至关重要。
1.2 装配型架的功用
随着应用范围扩大，装配型架的重要性逐渐显现出来，并受到高度关注，最近几年，这方面的研究正在有条不紊开展，对于飞机部件装配准确度的提高和互换性增强起到了决定性作用。装配准确度是指在零件装配时，可以保证准确的定位，确保零件的工艺刚度，并且形状、规格等满足使用要求。而互换性指的是在实际装配阶段，合理控制变形量，在保证使用性能的基础上，可以实现和同型号零件的互换，这是一项重要指标，不容忽视。通过上述介绍可以发现，装配型架的功用不仅体现在夹紧和定位零件上，对零件的形状控制同样有效，可以保证零件定位准确。现实应用中，飞机的零件种类较多，多数都是钣金件，这种材质具有尺寸大、刚度小的显著特征，因此为了提高产品装配的准确度，要通过合理、科学措施，减少钣金件的形变。对零件形状来说，想要保证形状的准确性，可以结合待装配零件的参数要求，调整定位器的使用数量，保证工件既满足准确的外形需求，同时兼具理想的工艺刚度。另外，焊接阶段，要避免零件变形，将误差降到最低。
1.3 型架的外形定位
飞机型架想要保证质量，还有一个关键的步骤，那就是外形定位件的使用，外形定位件的作用十分显著，主要用来提升外形准确度，像卡板、内型板等都是重要的定位件。使用中，卡板和内型板的功能性比较一致，都是为了保证外形准确度达到理想状态，除此之外，还会涉及到包络板，包络板的应用主要是针对部件的曲面外形，在包络板的辅助下，曲面外形的准确度也可以合理控制。卡板及包络板安装位置相同，都是在部件外侧，与之相反的是内型板，借助内型板可以完成蒙皮内型的定位。值得注意的是，一些特殊型架，单纯依靠卡板来定位是远远不够的，还需要辅助内卡板。 2 飞机壁板结构建模
随着对飞机装配型架研究的深入，飞机壁板的重要性逐渐显现出来，飞机壁板结构特殊，想要完成高质量的飞机壁板装配，就要从构建优化设计入手。结合传统的工艺可以发现，零件定位非常关键，需要依托型架完成，具体来说，就是要在型架上完成一系列零件定位工作，在进行此项工作时，定位器的辅助非常重要，但是在实际定位阶段，经常会因为工裝结构复杂，导致定位精度一直不理想。传统的装配型架比较古板，属于刚性结构，装配型架和壁板的型号是对应的，一个装配型架只能匹配一个型号的壁板，因此安装成本高，装配作业需要大量时间和精力。并且因为多数都是人工装配，不仅装配效率低，制成的孔精度同样较低，有误差存在，对零件的协调性危害较大。
2.1 蒙皮
蒙皮的重要性十分显著，属于飞机重要构成，蒙皮的稳定性是一项重要指标，与飞机的气动外形紧密联系。蒙皮的定位需要借助内型板来实现，就目前情况看，蒙皮制造材料要求较高，为了保证蒙皮的使用效果，铝合金材质往往是最佳的选择，但并不是绝对的，有些飞机蒙皮还会选择钢或者钛合金作为主要材质。实践表明，在选择好蒙皮材质和成型方法后，可以借助先进的数控机床，完成蒙皮的加工，并做好表面处理。结合蒙皮制造工艺特征可以发现，想要保证蒙皮的制作质量，确保蒙皮的实际功效，需要结合实际情况添加耳片，这样便可以方便蒙皮与卡板定位，效果十分显著。
2.2 长桁
蒙皮之后就是长桁，按照位置来看，长桁与蒙皮连接，属于重要连接构件，起着承载的作用，和蒙皮一起承担剪切力，这股剪切力主要是由机身弯曲引起的，由于机身弯曲，会有轴向载荷生成，并伴随着局部气动力，在两者的作用下形成了剪切力，因为长桁具有承载剪切力的功效，因此属于壁板重要零件。在实际应用中，作用显著。为了保证长桁发挥作用，在进行结构优化时，要结合截面形状，判断使用什么类型的长桁，一般分为T型、L型以及工字型长桁等。
2.3 凸缘
凸缘位于蒙皮和隔框中间，通过铆接的方式将两者紧密连接，凸缘在实际应用中发挥着关键作用，可以将蒙皮承受的力减轻，起到保护蒙皮的作用，在凸缘的帮助下，蒙皮的服役时间会比较长，机身性能可以更加稳定，是装配型架的核心部件，其设计和安装质量不容忽视。作用如下：凸缘可以将蒙皮承受的载荷传递给钣金框，让钣金框分担蒙皮的作用力，因为钣金框强度要大于蒙皮，所以承载效果会更加理想。与此同时，还可以起到固定隔框位置的作用，是壁板的核心构成，属于必不可少的零件，在设计和使用中要引起注意。
2.4 角片
除了上述几个核心构件之外，角片同样起着关键作用，在应用阶段，通过铆接的方式，将核心构件长桁和隔框连接，提高结构的整体强度，让装配型架的稳定性更加理想。与此同时，角片与凸缘一起可以将蒙皮的轴向力减弱，对蒙皮起到保护作用，这样的设计可以让飞机壁板性能更加优越，具有理想的抗弯能力。在设计与安全阶段，为了保证隔框具有理想的安装精度，通常情况下，角片与隔框应该保证紧密贴合，并且和凸缘接合面在同一水平位置。只有这样，才能保证角片发挥作用。
2.5 框
上文中不仅一次提到了框，隔框的位置十分重要，处于凸缘与蒙皮中间，发挥承上启下的功效，通过框的使用，可以让壁板抗剪能力增强，提高壁板的刚度，在框的辅助下，有效防止壁板失稳。研究发现，即使在纵向载荷的强大作用下，壁板的稳定性也不会受到影响，效果十分显著。
2.6 壁板的组成
通过上文的分析可以知道，壁板的特点十分突出，主要体现在蒙皮较薄，并且分布密集。壁板的草图如下图1所示。
3 飞机壁板装配方案
前文中对飞机装配型架的壁板结构以及核心构件进行了简要分析，通过分析发现，飞机壁板装配属于一项十分系统且全面的工作，涉及到的内容和环节众多，在实际装配阶段，需要严格把握细节，才能将壁板零件按照设计要求装配到位，结合现有的技术，完成零件定位、制孔以及铆接等一系列工作，实践表明，飞机壁板装配属于飞机装配核心环节，重要性不容忽视。壁板装配质量可以直接决定装配型架的稳定性以及服役时间，是装配型架结构优化的关键。飞机壁板的特征十分鲜明，具有尺寸大并且壁板薄的特性，结构较为复杂，装配难度较高，对装配精度要求非常严格，在实际应用中，多采用强度较高的板材来完成加工，例如：铝合金等材质。结合现状可以发现，常采用刚性工装，为了保证质量必须要依靠大量的夹紧件以及零件固定件，工装没有通用性，并且采用这种方法，制孔效率非常低，装配精度无法保证，传统装配技术会延长飞机生产周期，而且装配制造成本一直居高不下。基于这样的前提，一种先进的装配理念被提出，数字化装配方式是建立在数字技术的基础上，对原有装配手段的升级与改造，装配零件都是结合数据模型来完成定位的，零件定位的准确率大幅度提高，与此同时，这种边定位边制孔的科学方式，可以将定位误差降低并合理控制，定位精度因此得到保障。由于零件是依托数模来完成定位的，所以定位器的数量可以减少很多，这样就简化了工装。在此基础上，借助可更换卡板的最新工装方法，可以提高装配工装的柔性，不仅控制了工装的数量，降低了工装的成本，还可以保证工装质量，大幅度提升效率。
4 结语
综上所述，飞机装配型架的装配质量尤为重要，想要保证理想的装配效果，就要对其典型构件进行分析，研究发现，飞机壁板属于核心构件，飞机壁板装配性能可以影响飞机装配型架的整体结构，不容忽视。在壁板装配阶段，需要综合考虑多重要素，其中零件的定位是关键，可以决定壁板的装配水平，为了强化装配效果，提高零件协调性，需要采用先进装配理念，将定位误差合理控制，借助装配仿真模型，对壁板性能全方位验证，以此来提高装配质量，为装配型架的应用提供保障。
参考文献
[1] 张正兴，孙飞.前机身柔性双工位总装型架装配技术研究[J].中国重型装备，2021（1）：1-2，6.
[2] 吴冰.基于飞机装配型架设计技术的研究[J].科技创新导报，2020，17（8）：2-3.