关键词：装配型架；数字化；工具球；设计制造
1. 设计制造大型数字化装配型架的典型问题
1.1地基的设计制造
大型装配型架有整体式框架和分散式框架，由于型架自重和机体的重量大，需考虑地面的承载能力。尤其是数字化的大型装配型架，基础工具球建立在地面上，地面的变形对整个工装影响较大。通常地基的选择有两种情况，一种是采用整体式地基框架，采用两次浇筑而成。令一种是预先打地基，增加地面的强度。特别注意，大型装配型架在装配过程中和装配后，禁止在型架附近挖地基，以免引起框架变形，影响装配精度。总之，大型装配型架地面强度要有足够承载框架和机体的重量，否则地基会变形，导致框架变形，影响飞机的装配精度。
1.2框架的设计制造
设计工装框架时，首先应分析飞机部件的结构特点、部件尺寸、飞机的出架方式、工艺装备的用途、产品的装配顺序、协调制造依据等。还应考虑工装的使用性、协调性、稳定性、经济性、安全性和先进性。大型装配型架有整体式框架和分散式框架。尤其是分散式框架，若是由几部分组合在一起，对接部位需用连接件（平板或角材等）连接后，形成一个整体框架，以免各个框架之间有位移，影响产品的装配精度。
为更好的提高飞机的装配精度，需提高数字化装配型架的精度。在数字化装配工装设计中，应考虑工装材料的热膨胀系数，优先选择与产品热膨胀系数相近的材料。钢的膨胀系数约为11.7，铝的膨胀系数约为23.58，由于飞机产品多数材料是铝合金，因此应优先选择装配型架材料为铝框架。但考虑工装的制造成本，一般国内选择钢框架的较多，而民机飞机装配工装基本上都采用铝框架。
根据产品的装配特点，为便于飞机下架，有些工装需设计成移动框架，采用移动导轨的装配形式，见下图1。定位时，该移动框架移动到工作位置时，插上配合精度为H7/h6的满销定位，最好选用三点定位方式。该移动框架不定位时，移动到非工作位置，注意要有限位挡块限位。尤其注意的是，设计超过3米高的移动框架，特别注意框架的强度和稳定性，避免框架的刚度不够，影响装配精度。
1.4 典型定位器工具球点设置方法
卡板，卡板分为内卡板和外卡板，通常内卡板是固定的，外卡板是活动的，材料通常选为2A12，卡板外形为蒙皮内缘或蒙皮外缘，在卡板上制3-Φ10H7孔，压上内径为Φ6.35H7工具球套。
圆形轴、孔类零件上的光学工具球点，应设计在轴类零件的中心线上，并设计在轴类零件的两端。取值在主要工作面上取3个值，另一工作面上取2个值，即远点把轴线方向的值参考。
平板类定位器，这类定位器一般在工作面上设计三个工具球点，若该平板上有定位孔要求，可借用该定位孔，测量时安装内孔为Φ6.35H7工具球转接套。
长圆孔类零件光学工具球点，这类定位器一般需要长圆孔定位，设计一个工具球孔，另一个工具球孔借用长圆孔安装。装配该定位器时，取下长圆套，安装内孔为Φ6.35H7工具球转接套，测量时安装一个单点工具球和一个双点工具球。该定位器安装好后，取下工具球转接套，重新安装好长圆套。
2. 新机研制中采用并行设计模式
在新机数字化研制中，为缩短新机研制周期，采取并行工作模式。即设计数模在M3状态时，工艺和工装设计一同参与工装设计任务。大型数字化装配工装设计时，应确定工装数量、工装类型、工装产品定位方式、工装的装配公差、成品件的选取等。对装配工装的总体结构大致确定好，综合考虑到飞机的出架方式、厂房空间等因素。装配工装设计员要及时跟踪飞机产品数据变动，相应更改工装。在大型装配工装设计过程中，装配车间工艺要及时与工装设计员沟通，研究工装的结构，定位器的定位方式，改正以往类似工装定位器的缺陷，共同研制出合理、简洁的工装定位方式。这样工装型架设计完后，工装制造不会有很大改动，不再有以往工装强度不好，安装费劲，返修困难、定位器不好用等一系列问题。
3. 柔性装配型架的应用
传统大型装配型架制造周期长，占地面积大，结构开敞性差，只能装配一种产品，而柔性装配型架可以装配结构类似的产品,可以重复利用，结构开敞性好，有利于各种先进的自动化连接设备和连接技术的应用。这对于降低新机研制成本，缩短研制周期起到巨大的作用。越来越多的新研机型采用柔性装配工装，减少了工装的数量和工装的制造成本，提高产品的装配质量。
4.结束语
数字化制造技术的广泛应用，加速了新机研制的进程，而大型装配型架设计制造是影响飞机研制的关键所在。优质高效的设计制造大型装配型架，能够降低飞机的研制成本，缩短飞机研制周期，是生产出高质量飞机的关键。
参 考 文 献：
１：How to start Smart 310 Leica geosystem AG 1989
２：《飞机制造工程手册》总编委会编，飞机制造工程手册（飞机工艺装备分册）航空工业出版社，1994年。
SA User Manual
译文：
论文作者:周洪岩
论文发表刊物:《科技中国》2018年4期
论文发表时间:2018/8/10
标签：工装论文; 框架论文; 定位器论文; 飞机论文; 工具论文; 新机论文; 地基论文; 《科技中国》2018年4期论文;