飞机壁板件装配工艺研究

战鑫铭

摘 要： 随着科技的发展，对飞机的性能要求越来越高，对其制造准确度提出了很高的要求，飞机壁板件由弱刚性薄壁件构成，薄壁件因其特征易引起偏差，进而影响最终产品的装配质量。本文以飞机制造中典型的壁板件为例，提出了壁板件的机构组成，给出了各部分零件的特征，并提出了一种可行的壁板件装配工艺。

关键词： 壁板件结构;壁板件装配工艺

1.壁板件结构组成

如图1.1所示，飞机典型壁板件主要由蒙皮、长桁、角片和钣金框组成：

（1）蒙皮

蒙皮通常由厚度2mm左右的铝锂合金制成的一种薄壁件。蒙皮构成了飞机的气动外形，并保持机体表面光滑，在其表面起到“薄膜”效应。蒙皮可将内压载荷、垂直及水平方向的剪力和弯矩等載荷传递给机身骨架。

（2）长桁

长桁通常由厚度为1.3mm左右的铝锂合金制成，截面为字母Z形。长桁与蒙皮组成加强构件承受机身弯矩引起的轴向力和局部气动力引起的剪力，长桁承担作用在蒙皮的部分载荷并将其传递给其它机身骨架。长桁对蒙皮起到加强作用，可提高蒙皮承受压力以及剪力时的失稳临界应力。

（3）角片

角片通常用铝合金制成，厚度为2mm左右。在壁板件结构中角片分别与蒙皮、长桁和钣金框相铆接。其作用：a.使相关部件的尺寸定位得到一定的补偿;b.将壁板件垂直方向上的载荷传递给钣金框，并有助于长桁分布排列。

（4）钣金框

钣金框通常由厚度为1.7mm左右的铝合金材料制成，截面为字母Z形。钣金框有普通框和加强框两种，钣金框通过角片和蒙皮以及长桁连接，用于保持壁板件的截面外形并且固定蒙皮和长桁。钣金框将集中载荷通过角片以剪流形式分散传递给机身蒙皮，并可防止壁板件在纵向压缩载荷作用下可能发生的弹性失稳。

2.壁板件装配工艺

壁板件通常由数量较多的弱刚性钣金件组成，弱刚性薄壁件装配时产生变形而导致装配偏差，为保证装配精度需要专门的装配型架（夹具）来定位夹紧，以确定各零件间的相对位置，保证壁板件具有准确的尺寸和气动外形。

内外卡板定位零件、用内型卡板定位、用包络板定位、按装配孔定位是壁板件常用的装配方法。内型卡板定位法具有型架结构相对简单、操作比较方便的特点，如图2.1所示。传统的内型卡板不但可以对蒙皮内表面进行定位，而且还可以通过安装在内型卡板上的定位夹紧件对长桁、角片和钣金框这些骨架零件进行定位夹紧。这种传统的方式进行零件的定位需要大量的定位夹紧工装，势必会增加制造成本、提高装配型架安装的难度。为避免该问题，本文提出以蒙皮、长桁、角片和钣金框各零件间自定位的方式进行装配，各零件间通过确定性定位孔（DA孔）定位（如图2.2），并临时紧固然后再进行相应的铆接工序。以DA孔这种方式进行装配在实现工装需求量的最小化的基础上提高了壁板件的装配效率。

壁板件具体的装配工艺流程如下：

（1）首先利用工艺耳片将蒙皮安装在型架上，蒙皮内形通过内型卡板确定，并用绑带夹紧。内型卡板数量较多，需要先将长桁放入内型卡板的缺口上，以防止其安装困难;

（2）其次通过DA孔紧靠蒙皮内形将长桁定位，并用临时紧固件将蒙皮与长桁紧固;

（3）再次角片通过DA孔紧靠蒙皮内形定位，并用临时紧固件将长桁与蒙皮紧固;

（4）长桁、角片在蒙皮上定位后，需要做如下铆接：长桁与蒙皮、角片与蒙皮、角片与长桁;

（5）最后钣金框通过DA孔在相应的角片上进行定位并临时紧固，然后进行钣金框与角片的铆接。

结论

本文介绍了飞机用壁板的典型结构并分析了其特征，给出了壁板件的装配工艺以及流程，可作为高精度装配的理论基础。

参考文献

[1] 田兆青. 轿车车身装配偏差流的状态空间建模方法及应用基础研究[D]. 上海交通大学，2008.

[2] 张媛媛. 柔性薄板件装配偏差建模分析及应用研究[D]. 上海交通大学， 2009.