机身成龙是飞机总装工艺中的一个重要环节,各舱段对接质量直接影响到机身整体外形精度,舱段对接工序中各舱段总成定位方案的选取对于机身外形协调精度具有重要的影响;开展面向飞机机身舱段对接装配的数字化装配偏差建模研究,针对飞机舱段大部件总装对接工艺,采用确定性定位方法对相邻部段对接面位置精度进行分析,建立不同基准定位方案的装配偏差分析模型和评价指数,对比不同定位方

第1期 21 0 2年 1月 文章编号：0 13 9 (0 2 0~ 2 5 0 10— 9 7 2 1 ) 1 04— 3

机械设计与制造 Ma hi e y De in c n r sg& Ma u a t r n fcue 25 4

基于数字化装配偏差建模的飞机舱段对接定位方案研究木 陈伟李明慧周瞳卢鹄金隼 (上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海市数字化汽车车身工程重点实验室，海 204 )’上 0 20 (上海飞机制造有限公司， 上海 2 0 3 ) 0 46

R s a c f i rf f s lg iig a d p st nn c e a e e e rh o at u ea e i nn n o i ig s h me b s d ar c o i o o i i I s emby v r t n mo e ig n d gt s aa l a i i d l ao n C HE e lL n - u 2Z N W i, IMig h i, HO T n IL 2JN S n U o g, U Hu I u

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【要】摘机身成龙是飞机总装工艺中的一个重要环节，各舱段对接质量直接影响到机身整体外形精 j 度，舱段对接工序中各舱段总成定位方案的选取对于机身外形协调精度具有重要的影响；开展面向飞机机{ 身舱段对接装配的数字化装配偏差建模研究，针对飞机舱段大部件总装对接工艺，采用确定性定位方法对{

相邻部段对接面位置精度进行分析，建立不同基准定位方案的装配偏差分析模型和评价指数，对比不同 j定 位方案对于装配质量的影响；在某实际机型中后机身与后机身舱段对接协调问中题得到应用验证。 关键词：飞机装配；舱段对接；偏差建模；对接基准{ {

【 bt c】 h fs a s b e e po s oacff ao e b w i in d￣ j A s at Te u l e￥ m tit y r e ra n 3,h h o i q i r eg a e y sh k c sf ir i l￣ m t cjn g u m y m at e cr y t ra d a icy e e co psi i hm frhj n{ a i ct u c o h acfb y h e r t. l tn otn g ce eo t o p a a e r o s p de lT s e i o i n s hc f i t h f o e i cm am npas e lite ori tnad r io fsl e okn.n re taa z￡e{ opr et l ky o o n i es no ue ci I dro nle t y 0 r enh c d ao n p c i f g a d g o y ee d e npsi i hm e u i fue es m tn it ii oeb e fco i r totn gcee nh qd￣o sa s b,d ilaao mdla d nj f t f e i ns f f o o t f l a e y gav tn g r s o dt m n t ct gi i r ue i a i e t t e a a o dxt sibe ce e j e r i scl a n t d cdi ts rc . h h hl o e l i i e, u al shm e ii o i s n o n h t lWi e p f v u n n t k t cn e e c d tath t dit t e aca tue g sm c e a l t . , e h s d n i r a fsl e e b a . b se eA l t m o s e i i s e f rff t a a s s{

K y od:i rfasm l;ue gji;ai i dlgJi as ldtm e rsAr ats byF sl eo V r t n w c e a n a o moen;o -s mby au i n e 中图分类号： H1 4文献标识码： T 6 A

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1引言 飞机总装是飞机制造中的一个关键环节，前期的零件制造、部

和装配操作复杂度的多目标装配公差优化模型；一些科研人员吼研

究了面向飞机部件装配的误差累积分析与容差优化的理论和方法。 尺寸链模型直观、简便，适用于零件连接关系比较简单的情况。然而对于大型复

杂产品 (如飞机舱段)而言，其连接关系十分复杂，

件装配都是为这个阶段的装配积累基础。对接技术是飞机总装的核心，代表着飞机整体制造技术水平的高低m对接质量的好坏直接决。

两零件间常常存在多个装配关系，一个零件也经常与其他多个零定飞机的气动外形质量，影响飞机的使用寿命。事实表明，飞机舱段件同时进行装配。因此，尺寸链往往难以自动提取。确定性定位方对接的定位基准选择方案对于飞机对接质量有着重要影响。 法是一种偏差建摸分析方法，通过建立测量特征偏差与定位特征偏传统的飞机舱段对接时各个部件被分别放在托架或拖车平台差之间的关系，可以解决尺寸链模型无法解决的复杂问题。—些科上，推动一部件靠近另一部件，同时观察调整两部段对接面上的连研人员目使用线l化偏差模型研究了Tf x移及旋转偏差与定位源生 ..,1￣. .7接孔与销，对准后插入。这种方式飞机的对接基准只能布置在截面偏差之间的关系，建立了三维偏差分析模型，为定位方案选择提供

上且效率低、易造成强迫装配产生应力，影响疲劳强度随着测量了基础。—些科研人员嗵过建立三维偏差分析模型对飞机装配容；并通过分析各个影响因素的敏感度，优化飞机设 T￣的发展， - 4激光测量仪被广泛应用于飞机装配中，飞机对接时广差进行仿真预测，计方案。针对飞机舱段对接协调准确度低、方案选择主要依靠经验泛使用测量辅助装配法来提高装配准确度，飞机对接时不仅可以通 -

开展面向飞机舱段对接装配的三维偏差分析模型及定位基过测量对接截面实现舱段对准连接还可以测量机身表面上的光学等情况，为飞机对接基准选择提供指导。应用确定陛定位测量工具球点 O PO t aToig ons确定舱段姿态实现对接准方法选择研究， T ( pi l ol it) c nP定位，使得飞机舱段对接中定位基准的选择更加灵活日。 为了研究飞机对接中影响对接质量的关键尺寸公差情况， 目方法分析某型号飞机的总装对接工艺，建立对接偏差分析模型和定位方案评价指数实现方案选优，可以应用于不同的对接案例。

前广泛使用的容差分析手段是基于尺寸链的公差分析模型，把关

2飞机舱段对接协调问题特征分析

.键尺寸作为封闭环，已知尺寸作为组成环，通过已知尺寸公差计算 21飞机对接定位基准方案机身舱段主要由机头、前机身、中机

身、后机身及其组合件出关键尺寸的偏差情况。科研人员喂出了面向装配性能、加工成本 ★来稿日期： 1—32 -基金项目： 2 10~ 1 k 0国家自然科学基金课题 (02035154 )中国商飞制造工程技术研究中心创新基金资助 58 10,17 30,