飞机工装设计制造技术探究

2019-01-28赵成

中小企业管理与科技 2019年3期

赵成

（西安飞机工业有限责任公司，西安 710089）

1 引言

在飞机制造过程中，往往需要投入大量成套的工艺装备，且需要大量的人力、物力和财力等资源。从传统的工装研制模式来看，实际的设计和制造工程需要大量的工艺装备，且需要的生产周期长、投入成本高，难以满足新时期的飞机研制需求，这就要求相关技术人员充分考虑工装的设计和制造技术。基于此，文章阐述了飞机工装设计制造的相关内容，分析了飞机工装设计制造中存在的问题，研究了飞机工装设计制造技术。

2 飞机工装设计制造相关内容分析

飞机结构具有刚度小、尺寸大、制造要求高等特点，为了保证飞机制造的准确性、协调性，在实际制造过程中，需要使用大量成套的工艺装备，投入大量的人力、资金，且研制周期和制造成本占据大量的比重。在新时期的发展中，很多生产航空主机的厂家承接了多种型号的飞机研制任务，这就需要根据现有的工装研制模式、工艺装备完成研制工作，以满足研制生产新型号机型的需求[1]。

3 飞机工装设计制造中存在的问题

3.1 新型飞机研究制造中的问题

在制造航空主机时，很多生产厂家需要在一定时间内完成多种型号的机型研制和加工工作，这就在很大程度上增加了飞机工装设计制造工装的难度，使得实际的生产任务无法满足生产计划的需求。同时，飞机工装制造部门的生产能力有待提高，在实际飞机工艺装备生产中，很多新型的工艺装备无法得到有效开发和研制，造成这一问题的主要原因不仅是飞机工艺装备型号较多，还对飞机设计制造技术水平提出了越来越高的要求。因此，技术装备部门应该积极学习先进的经验，引进新工艺,新设备，不断提高自身的制造能力，实现飞机研制工作的顺利实施[2]。

3.2 飞机工装结构不合理

在新时期的发展中，我国飞机工装设计制造主要沿用前苏联的方法，与发达国家的航空企业相比存在很多问题，如装配型架结构过于笨重、占地面积和制造周期无法满足相关要求，这就在一定程度上增加了飞机的生产准备周期和资金成本。例如，波音、空客工装结构比较简便、重量轻，其模块化设计的柔性好，但飞机制造中的主要工装结构是装配型架，装配型架的设计和制造是飞机生产准备工作中的重点内容。为了确保装配过程中飞机结构的稳定性、定位的准确性，相关部门主要应用刚性结构的装配型架，且保证一套型架用于一个装配对象。因此，在飞机生产准备阶段，相关部门应大力制造装配型架。

在传统的装配型架安装过程中，往往会使用大量的定位件，如何实现定位件的快速安装,拆卸和产品定位，缩短安装、定位时间，提高工装制造和产品装配的效率，这就要求相关部门借鉴发达国家的先进结构，创新并完善传统的工装结构，节约飞机设计制造的时间[3]。

3.3 工装设计水平不高

在新时期，我国工装设计水平还比较落后，工装生产效率比较低，这就需要缩短生产准备时间，更快地完成飞机产品工装生产。目前，我国工装研制普遍使用原有的串行模式，其主要内容是根据固定顺序完成生产，实现各个工艺环节的协调性，这种方式比较落后。在调整传统的工装结构时，需要将结构划分成和产品数据独立，只需要基本数据结构、依赖产品最终数据的专业结构件，以完成工装与并行设计产品份额思路。通常情况下，装配型架标准部分、专用部分的相关用件尺寸较小，其设计和制造过程需要投入的时间比较少，不需要专业的大型加工设备，由于标准结构的尺寸比较大、结构具有复杂性，这就要求相关技术人员应用专业的大型设备完成加工、设计、制造等工作，持续的时间比较长。除此之外，产品应用标准结构设计无需引入最终数据，仅需要少量的基本数据，在设计飞机产品的过程中，设计制造在发放产品最终版本后不需要较长时间就能使专用结构的设计制造完成。因此，设计完成产品后型架在较短时间完成装配。

4 飞机工装设计制造技术

4.1 飞机工装设计制造的柔性化

在现代化社会的发展中，很多先进国家的航空企业普遍使用柔性装配技术完成飞机工装设计和制造工装，这种技术的应用在很大程度上缩短了生产准备时间，降低了飞机工装的制造成本，为飞机制造企业创造了更多的效益。因此，飞机工装柔性化制造技术具有成熟、先进等特点，柔性装配工装是柔性装配体系中的重点内容，其主要是应用产品数字量尺寸协调系统的运转完成装配模块的自动化、重组化，这种形式无需专业的装配夹具、型架，在很大程度上降低了飞机工装的资金投入，减少了飞机工装生产准备的时间。

4.2 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。飞机工装设计制造的数字化改善了飞机工装设计、制造过程，其主要体现在以下方面：第一，工艺装备的设计制造发生了改变，三维数字量代替了传统技术中的实物样件模拟量，这就在很大程度上减少了工装数量，取消了模线样板、标准样件、工装制造样板等；第二，数控加工和安装技术已被广泛应用到各项工艺装备制造过程中，改善了传统的工装制造分工、生产方式、作业流程、组织管理模式。在社会的发展中，我国航空制造业普遍使用模拟量传递的协调体系，并根据标准样件、模线样板，完善了飞机制造企业工装制造按专业分工构建的组织体系。除此之外，飞机工装设计制造过程中数字化技术使得各项数字化设计制造软件、制造设备的应用范围在不断扩大，合理地优化了传统专业分工中的资源配置问题，提高了工作的整体效率，为了改善工装设计制造模式，应调整传统的组织结构，优化资源配置。

4.3 飞机工装研究制作的速度化

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。