飞机制造工艺基础1

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1、飞机制造工艺基础飞机制造工艺基础Fundamental of Aircraft Manufacturing TechnologiesSchool of Aerospace Engineering, SYIAE Frederick Lincoln一一. .教材与参考书教材与参考书1.1.程宝蕖，张麟，黄良，佘公藩程宝蕖，张麟，黄良，佘公藩. .飞机制造工艺学飞机制造工艺学. .南南京：南京航空学院京：南京航空学院.1984.19842.2.范玉青范玉青. .现代飞机制造技术现代飞机制造技术. .北京：北京航空航天大北京：北京航空航天大学出版社，学出版社，200120012.2.胡世光，陈鹤峥胡世

2、光，陈鹤峥. .板料冷压成形的工程解析板料冷压成形的工程解析. .北京：北京：北京航空航天大学出版社，北京航空航天大学出版社，20042004二、课程概况：二、课程概况：1.9W1.9W4=36H4=36H；2.2.学位课、考试课。学位课、考试课。第一章第一章 飞机制造工艺特点与飞机制造工艺特点与 互换协调基本概念互换协调基本概念 1.1 飞机研制工作的一般过程飞机研制工作的一般过程（1 1）概念性设计）概念性设计（ Conceptual Design） 全面构思，形成飞机设计方案的基本概念，并草拟全面构思，形成飞机设计方案的基本概念，并草拟一个或几个能满足设计要求的初步设计方案。一个或几个能

3、满足设计要求的初步设计方案。内容：内容： -初步选定飞机的形式，进行气动外形布局初步选定飞机的形式，进行气动外形布局(常规布局、鸭常规布局、鸭式布局、无尾布局、飞翼布局等式布局、无尾布局、飞翼布局等); -初选飞机基本参数；初选飞机基本参数； -选定发动机、主要的机载设备；选定发动机、主要的机载设备； -初选主要部件的几何参数；初选主要部件的几何参数； -粗略绘制飞机三面草图；粗略绘制飞机三面草图； -初步考虑飞机的总体布置方案、性能估算与初步方案初步考虑飞机的总体布置方案、性能估算与初步方案的修改；的修改；特点：概念性设计多限于纸面上，实验少、费用低。特点：概念性设计多限于纸面上，实验少、费

4、用低。（2 2）初步设计）初步设计（ Preliminary Design） 对草拟的飞机设计方案进行修改和补充，进一步明确和对草拟的飞机设计方案进行修改和补充，进一步明确和具体化，最终给出完整的飞机总体设计方案。具体化，最终给出完整的飞机总体设计方案。内容：内容： -修改、补充和完善飞机的几何外形设计，给出完整的三修改、补充和完善飞机的几何外形设计，给出完整的三面图和理论外形；面图和理论外形； -全面安排与布置机载设备、系统和有效载荷；全面安排与布置机载设备、系统和有效载荷； -初略布置飞机结构的承力系统和主要的承力构件；初略布置飞机结构的承力系统和主要的承力构件； -重量计算、重心定位；重

5、量计算、重心定位； -比较精确的气动力性能计算和操纵性、稳定性计算；比较精确的气动力性能计算和操纵性、稳定性计算； -给出详细的飞机总体布置图；给出详细的飞机总体布置图；特点：特点：一系列的（风洞）试验，有时需要全尺寸样机用来协调各一系列的（风洞）试验，有时需要全尺寸样机用来协调各系统与装载的布置，费用较高。系统与装载的布置，费用较高。（3 3）详细设计）详细设计（ Detail Design） 飞机的结构设计，包括部件设计和零构件设计。飞机的结构设计，包括部件设计和零构件设计。内容：内容： -要给出飞机各构件和系统的总图、装配图、零件图，以要给出飞机各构件和系统的总图、装配图、零件图，以及详

6、细的重量和强度计算报告。及详细的重量和强度计算报告。特点：特点： 工作量大，要做许多试验（静强度试验、动强度试验、工作量大，要做许多试验（静强度试验、动强度试验、寿命试验、各系统的地面台架试验等）。寿命试验、各系统的地面台架试验等）。后续工作：后续工作： 原型机的试制、地面试验。如发现问题原型机的试制、地面试验。如发现问题对原型机修改对原型机修改试飞试飞合格后，申请设计定型合格后，申请设计定型型号合格证书，设计型号合格证书，设计过程完成过程完成批生产。批生产。1.2 飞机工艺的特点飞机工艺的特点工艺过程？工艺过程？ 是飞机生产过程的主体，是指直接改变所加工零是飞机生产过程的主体，是指直接改变所

7、加工零件的尺寸形状或材料性能，把零件装配成组合件、件的尺寸形状或材料性能，把零件装配成组合件、部件和整机的过程。部件和整机的过程。 飞机制造工艺过程特点与飞机产品的使用要求、飞机制造工艺过程特点与飞机产品的使用要求、结构特点密切相关。结构特点密切相关。一一. .飞机产品使用要求与结构特点：飞机产品使用要求与结构特点：飞机飞机- -重于空气、靠自身动力维持空中飞行，空运人重于空气、靠自身动力维持空中飞行，空运人员、物资和作战。员、物资和作战。1.1.质量要求高：结构轻，不能有多余重量；质量要求高：结构轻，不能有多余重量；2.2.飞机结构要绝对安全；飞机结构要绝对安全； 3.机体外形符合空气动力学

8、要求，使升力、阻力比最大；机体外形符合空气动力学要求，使升力、阻力比最大； 4.结构尺寸大、外形复杂、精度高、零件数量多；结构尺寸大、外形复杂、精度高、零件数量多； 如如C-5A银河运输机，翼展银河运输机，翼展68米、机身全长米、机身全长75米，因此米，因此决定了零件、组件和部件的尺寸也较大，波音决定了零件、组件和部件的尺寸也较大，波音747的一块整的一块整体壁板长达体壁板长达34米，一些零件在自重下都会引起变形。米，一些零件在自重下都会引起变形。 结构是由形状复杂、连接面多、刚度小的钣金件（非结构是由形状复杂、连接面多、刚度小的钣金件（非金属零件）组成的薄壳结构，加工和装配时易产生变形。金属

9、零件）组成的薄壳结构，加工和装配时易产生变形。 L-1011喷气式客机的蒙皮壁板，最大尺寸喷气式客机的蒙皮壁板，最大尺寸2.512米，米，成形误差要求小于成形误差要求小于0.3mm； 一架飞机仅壳体的零件数量就在一架飞机仅壳体的零件数量就在1.510万，还不包括万，还不包括几百万个螺钉、铆钉等。几百万个螺钉、铆钉等。 二二. .飞机工艺特点飞机工艺特点 1.要采用新的互换与协调方法：要采用新的互换与协调方法： 仅用一般机械制造业的公差配合制度，不能保证各零件、仅用一般机械制造业的公差配合制度，不能保证各零件、部件之间的相互协调与互换的要求，要有飞机工业一套特部件之间的相互协调与互换的要求，要有

10、飞机工业一套特殊的互换与协调方法。殊的互换与协调方法。2.生产准备工作量大：生产准备工作量大： 由于零件数量多、外形复杂，成形需要模具工装，装配需由于零件数量多、外形复杂，成形需要模具工装，装配需要大量夹具和型架，还要有大量的标准工装，因此使生产要大量夹具和型架，还要有大量的标准工装，因此使生产准备工作量很大。准备工作量很大。3.批量小，手工劳动量大：批量小，手工劳动量大： 飞机型号、构造改动频繁，因此生产方法要具有机动性。飞机型号、构造改动频繁，因此生产方法要具有机动性。4.零件加工方法多种多样，装配劳动量比重大零件加工方法多种多样，装配劳动量比重大。1.3 飞机制造中的互换与协调基本概念飞

11、机制造中的互换与协调基本概念 飞机批量生产要求飞机批量生产要求: 其结构零、组、部件具有其结构零、组、部件具有一定一定的互换性和的互换性和严格严格的协调性。的协调性。 由于飞机结构零件数量多，型面复杂，尺寸大而刚度低，装配阶段容由于飞机结构零件数量多，型面复杂，尺寸大而刚度低，装配阶段容易变形等特点，除了对一般零、组、部件的几何尺寸和形位参数有互换性易变形等特点，除了对一般零、组、部件的几何尺寸和形位参数有互换性和协调性要求之外，还对部件气动力外形和相对位置、部件对接分离面有和协调性要求之外，还对部件气动力外形和相对位置、部件对接分离面有互换协调要求；对零、组、部件的结构强度、重量、重心位置等