飞机工装设计制造研究

飞机工装设计制造研究

杨毅雄

身份证号码310108198711220030，上海市 201324

摘要：我国飞行器制造经历了从无到有，从有到精，还需要从精到强的发展。虽然目前工装设计制造技术还不够完善、成熟，但我国的制度更适合集中力量办大事，必定能解决技装部门的制造设备创新和优化的问题，为地方高校的航空专业教育及航空企业发展提供有力保障。为了实现飞机工装的精准性，保证工装使用寿命，确保产品质量，需要对机械加工工艺进行优化或改进，并建立标准的工艺路线体系，同时在后续的工作中不断总结经验教训。基于此，本文主要分析了飞机工装设计制造。

关键词：飞机工装；工装设计；制造技术

中图分类号：V245.1文献标志码：A

引言

从目前的情况来看，我国飞机制造公司的工装设计和研发技术水平以及管理水平还有待提高。同时，飞机技术装备部门也需要适当增加对资金投入的支持力量，从而使公司内的技术人员与机械设备进行革新与提高，为公司研发出技术含量更优质的新产品提供相应的保证，从而使得我国飞机工装设计与生产技术开发的能力得以进一步飞跃，为我国飞机生产公司的发展打下扎实的技术基础。

1飞机工装设计与生产过程中的技术问题分析

1.1飞机工装设计现状

我国的航空产业起步较晚，1961年我国从苏联购买的米格-21战斗机，包括生产技术资料，从此开始走上了飞机制造道路，当初制定的目标是能够仿制出来，在所有资料都有的情况下，我国也用了3年时间才完成，特别是当时飞机新工艺对于生产车间也是个不小的挑战。虽然我国现在可以称为航空大国，但仍然不是航空强国，与欧美相比仍然存在一些差距，我国的飞机工装设计水平及制造还有较大的提升空间，从苏联借鉴的一套串行模式已经不再匹配我国现阶段的水平，因此在工装设计制造的方面需要不断参考，发展出适合我国的道路。

1.2我国飞机工装生产结构的问题

目前，在我国工装生产过程从下发产品设计命令到工厂下发制造命令，再到工厂制造完善完成整机出厂的全部步骤中，还缺乏完善的工业生产流程管理标准（MPM）对其实施高效的信息整合管理。工装生产与制作流程中的许多步骤，一直在采取纸质文件收发等传统方法完成，因而出现了人工传递信息速度较慢、生产参数整合繁杂重复各种状况。此外，在计算机中常用的工艺设计软件系统有计算机辅助工艺规划设计（CAPP）、通过建模来设计分析以及模拟研发（CATIA）、工装模具编号等，这些信息系统之间不能实现高效的信息化整合，各信息系统间的共享信息也无法实现高效共享，信息传输并不顺畅。

2飞机工装设计制造技术

2.1飞机工装设计制造的柔性化

随着计算机辅助设计及智能化装配技术水平的长足发展，柔性化装配技术因其周期短、成本低等优点，早已被航空工业发达的企业采用，并在短期内获得更高的经济效益。柔性化技术从发展到现在的技术趋于成熟，其中柔性装配体系才是核心。通过建立飞行器的工装零件数据库，并定期更新数据库中的工装零件，以此来优化数据库。柔性化装配时，针对不同任务需求，合理选用数据库中的工装零件，模拟装配并检验方案的可行性，实现柔性化装配。柔性化的装配缩短了刚性装配的时间，优化了不同方案的实验过程，降低了人员、场地和成本[1]。

2.2飞机工装设计制造的数字化

飞机工装设计制造的数字化包括三方面内容，分别是工装数字化设计、工装数字化制造、工装数字化检测。其中，工装数字化设计指的是在三维数字化环境中完成工装结构的零组件设计、数字化预装配设计工装；工装数字化制造指的是使用数字化设计工装模型、数字化加工设备，加工并装配工装的关键特征型面、互换协调交点；工装数字化检测指的是应用数字化检测设备检验数字化设计、制造工装的过程。

在飞机工装设计与制造过程中，数字化技术的应用有效完善了飞机工装设计、制造流程，第一，调整工艺装备的设计制造形式，利用三维数字量将传统技术中的实物样本模拟量取而代之，很大程度上能降低工装数目，节省了模型样板、标准样件以及工装制造样板等物件。第二，目前，数控加工与安装技术在工艺装配生产制造领域中有广泛应用，有效扭转了以往的工装制造分工、生产形式、作业程序以及组织管理等模式。新时期，国内航空制造企业广泛应用模拟量传导的协调体系，同时结合标准样件、模线样板的结构特征与功能，连续优化了飞机制造企业工装制造的组织体系，而该体系在建设过程中始终以专业分工为原则。第三，数字化技术在飞机工装设计制造中的应用能持续拓展各项数字化设计制造软件，制造设备设施的应用范畴，明显提升资源配置的科学性，弥补了传统专业分工过程中存在的不足，整体提升了工作效率。

2.3飞机工装研究制作的速度化

随着工业4.0的开始，我国的制造业一跃成为世界第一，而国内的飞机主机产商在发展过程中主要面临的是工装研发制造的速度问题。如果将飞机工装与制造业快速对接，将加快飞机工装的研发，同时缓解工装设计加工生产压力，这才是打破工装设计制造瓶颈的重要途径。工装研发制造速度是飞机主机生产厂家发展过程中的主要问题之一，直接关系着工艺设计加工生产的顺利实施，其能够提升设计速度和制造速度。第一，在设计过程中，技术装备部门应建立快速设计的数据库，提升飞机工装的设计效率；第二，在制造过程中，技术装备部门应深入分析飞机工装的结构，研究工装的新型结构，实行标准化、模块化的方式，以提前完成工装标准结构的加工制造，提升工装生产、装配的速度创造。

3优化加工工艺提升精度和寿命的方法

3.1原料选择

飞机附件对精度和温度都有特殊要求的部位，所制造的工装夹具同样也要具有相同的性能，来确保在规定温度和湿度的环境下保证定位和安装的精度。因此，选择工装材料时，通常是在保证工装夹具的性能和精度的前提下，兼顾考虑工装夹具的使用寿命，并且所选择材料应是制造商材料储备中所具备的材料。这就需要对各项指标统一作出合理的分析，从众多的材料中找到性能、质量、寿命和成本最优的方案来执行，实现效益的最大化。

3.2工装管理的标准化

在许多航空制造企业中，工装设计部门的管理存在一定的忽视问题，相关的标准化管理文件不完整，尤其是日常监督方面。因此，相关部门应该将一系列管理规范文件标准化地整理和落实，尤其是在日常监督和管理方面，要做得更加到位。只有日常管理和监督落实到位，才能有效提升工作人员的工作质量和效率，从而提升企业的制造效率和产出[2]。

3.3加工设备优化

在现代化设备工艺生产加工条件下，零部件制造机械设备的质量至关重要，直接决定着零件的加工质量，除定期要对现有加工设备进行硬件维护保养，确保加工设备刚性，还要及时更换精度不足的硬件保证其加工精度，同时要定期对设备的软件进行更新，优化机床操作和程序，确保始终能保持最短的加工工艺、最佳的加工方案，既能保证质量，又能保证进度。

3.4工装设计制造流程

传统的工装制造模式存在设计、制造工作量大，成本高，周期长，一致性差等问题，会直接导致工装产品质量的不稳定。随着我国工业体系的发展和完善，工艺装备尤其是高精尖行业的工装得到了快速发展，但在航空维修企业中并未形成一个成熟的系统，工装研制周期长，且重复性设计工作较多，在面对日益增长的维修任务中，其经济效益不容乐观。

3.5加工刀具

在进行零部件加工时，最直接影响零部件表面质量的是加工所使用的刀具，特别是对于有气密性要求的连接件，失效原因大多数为连接不紧密，出现漏气、漏液现象。这种现象的出现其实是零部件表面质量和材料内部受力所造成的，这其中刀具的大小、长短，刀刃形状、角度和刀具的材质的选择直接影响着表面质量，因此在加工中要保持加工环境中的实际参数与理论参数相符，应定时对刀具的磨损情况进行监测，确保加工刀具的参数正确[3]。

结束语

如今我国面临航空制造标准化程度低、工作效率慢、工期时间长等问题，工装的设计方面也多数是人工设计，所能够运用的设备和计算机技术有限。要想改变这一局面，需要提高工装设计的标准化程度，从而在制造效率和质量上有双重保障。

参考文献

[1]王绍增,赵新坤,冯爱凤.航空维修中工装设计与制造模式的探讨[J].云南化工,2018,45(02):195-196.

[2]崔健.浅析飞机工装设计制造技术[J].科技创新与应用,2016(27):135.

[3]于兰萍,周涛.工装设计优化技术的现状及发展趋势[J].导航与控制,2016,15(02):18-23.