数字化预装配技术在L15飞机中的应用

周 冲

（洪都航空工业集团,南昌330024）

数字化预装配技术在L15飞机中的应用

周 冲

（洪都航空工业集团,南昌330024）

介绍了数字化预装配技术在飞机制造过程中的作用，分析了该技术在L15飞机研制中的应用情况以及取得的成效。

教练机；数字化预装配（DPA），单一数据源

0 引言

L15高教机是我公司新研制的先进的第三代双发超音速高级教练机，它采用了先进的数字化设计技术进行设计，建立了全机三维外形数模及三维数字电子样机，采用DPD的单一数据源，以数字量传递方式为主并结合模拟量传递的综合协调工作法协调，充分利用数字量传递方式与模拟量传递方式两者的优点，以提高协调准确度和提高工作效率为核心，最大限度的减少协调环节，提高各个环节的协调准确度，在统一的飞机坐标基准下利用CATIA软件的应用模块进行产品、工装数字化预装配工作，进行产品及工装的设计协调。通过数字化预装配（DPA），进行干涉性、协调性、可制造性、可装配性、可安装性的检查。

进行数字化预装配的目的是为了大幅度地减少飞机研制过程中的设计错误、设计更改和返工现象。也就是在产品数据集发放之前，尽量做好产品数字化模型的计算机装配仿真模拟工作，确保产品各构件之间有良好的配合。因此可避免重大设计问题流入制造中造成返工、报废及延误周期，从而缩短研制周期，提高技术水平，提高制造质量。

1 数字化预装配技术应用

1）针对前起落架及护板的交点、外形及其收放运动轨迹、间隙；主起落架及舱门的交点、外形及其收放运动轨迹、间隙；座舱盖、襟翼、副翼、方向舵、升降舵、减速板等运动件的交点及活动间隙；发动机舱门-机身、发动机-机身、垂直安定面-机身、机身-机翼等相互之间的交点、外形间隙等，对其所有的有互换协调要求的组件、部件的协调部位，都要求进行数字化预装配，以验证设计是否合理。

2）对于机身的前设备舱段、座舱段组件；发动机舱门、前起落架护板、主起落架舱门等部件；机身前段、机身中段、机身后段等段件的零件之间的结构装配协调关系，特别是机身机翼整体油箱部件在产品装配工艺设计阶段都要对其中每个零件、组件进行数字化预装配。机身油箱预装配如图1所示。

图1 机翼油箱预装配

进行协调性、可安装性的检查，检查各相关零、组件之间是否干涉，确定各零件、组件之间的结构装配顺序，并对装配顺序进行优化，确定合理的装配流程。

3）针对机身机翼接头精加工困难问题，在工艺设计阶段对接头产品与精加工定位器工装之间进行数字化预装配设计，在保证有加工通路的情况下，确定可行的精加工方案，选取合适的精加工设备及刀具。

4）选择较复杂的机身、机翼整体油箱部件通过数模进行数字化预装配协调，利用数字化预装配技术，组织工艺人员进行工艺设计，编制相应的装配指令AO，并按AO顺序对机身整体油箱部分零件的定位进行数字化预装配，形成电子教材，以供技术人员及操作工人培训之用，提高培训、操作的质量及效率。

5）机身、机翼整体油箱部分导管在设计阶段或在制造安装前，进行数字化预装配和协调性检查，确定准确的导管尺寸以及安装位置，可大大减少飞机导管取实样制造的工作量，缩短飞机整体油箱的装配周期。机身油箱导管预装配如图2所示。

图2 机身油箱导管预装配

6）前起落架机轮护板、主起落架各舱门样件及装配工装，前风挡样件及装配架、发动机前中后舱门装配架等工装采用了三维数字化设计，建立了样件及型架卡板的三维数学模型，设计过程中采用数字化预装配技术，在工装与工装之间、工装与产品之间进行数字化预装配，把零、组件按相关工装上的定位器定位，检查相互间的协调性。把标准工装的标高位置与相关工装的标高位置对映起来，检查工装的设计是否正确。这样大大提高工装设计的可靠性、可行性及准确性，并全面提高工装的设计质量。

2 应用效果

1）在新机研制过程中，采用飞机数字样机设计技术，以三维数模为基础，通过虚拟装配技术，运动仿真技术的运用，实现了自上而下的1：1的精确装配，完成了飞机结构、系统间的协调和干涉检查以及仿真模拟分析，并以三维数模及二维图样的形式发放。模线绘制、样板制造以及数控零件的加工等，大多数是建立在三维模型基础上，从而在确保了设计、制造质量的基础上，高效地完成研制任务。

2）在产品装配工艺设计时，根据产品设计的形状特征、精度特征，真实地模拟产品三维装配过程，在计算机上进行了以仿真为中心的虚拟装配、干涉分析等，并通过统一的产品数据管理，实现飞机三维设计过程与飞机零部件制造、装配过程的高度统一。

3）对主起落架舱门、发动机舱门、座舱等部件装配工艺装备的设计采用与飞机产品同样的设计方法和设计环境，建立了飞机装配工艺装备的三维数学实体模型，进行工装零件虚拟装配，以满足飞机装配工艺。针对飞机机身整体油箱部件、后机身段件的主要结构件采用整体件的结构特点，对产品采用三维数字化预装配技术进行工艺过程设计，从而减少了装配工艺装备和机械加工等工艺装备数量。

4）主起落架下舱门及随动舱门采用数字化方法制造，舱门样件、装配型架卡板均采用数字化设计，并采用数字化预装配，在工装设计阶段已实现工装数字化协调，因此，产品试装过程中工装故障相对以往大大减少。

3 结语

数字化预装配技术此次在工艺方面进行了初步的研究应用，节省了工艺设计及工艺准备周期，大大减少了研制生产中出现的协调问题，同时也积累了一些数字化预装配的经验,取得了很好的效果。

[1]范玉青.现代飞机制造技术.北京：北京航空航天大学出版社,2005.2.

（收舰日期：2011-06-28）

>>>作者简介

周冲，男，1976年10月出生，2000年毕业于沈阳航空工业学院，现从事飞机的部件装配协调工作。

Application of Digital Pre-Assembly Technique on L15 Aircraft

Zhou Chong
(Hongdu Aviation Industry Group,Nanchang 330024)

This paper introduces the function of digital pre-assembly technique used in process of aircraft manufacturing,and analyzes the application of this technique as well as achieved fruit during development of L15 aircraft.

Trainer;Digital Pre-Assembly(DPA);Single date source