《飛機製造那些事》4.1為什麼飛機裝配是飛機製造的龍頭?

01 裝出來的逼格

有個詞叫裝逼!這個詞實在太流行了,以至於官方對其使用是持否定態度的。作為嚴肅專業的發文,我這麼用估計是很low的。但沒辦法啊,不用大家更不看了。

一個產品,逼格高不高,除了設計因素之外,還要看什麼呢?當然是製造!那麼製造實際分為零件製造和裝配兩大環節。零件製造是大家普遍重視的,但是裝配就呵呵了。

裝配的重要性體現在哪呢?那我們先從一般的產品說起。

我們先說兩個事實:

一、任何零件都有製造誤差,公差是零件與生俱來的DNA。

二、由於有製造誤差,裝配必然導致個零件和理論位置有偏差,從而影響產品的質量、裝配效率、成本、周期和……逼格!

裝配會影響逼格??!!是的!

手機是大家離不開的產品,我們先以手機舉例

各零件之間的裝配縫隙,很影響對手機的觀感,特別是屏幕和框架之間的縫隙!如果不均勻,手機的逼格一下子就Low了。如果你沒感覺,想想一下手機貼膜,貼膜歪一點,會影響使用嗎?但是別人一眼就看出貼的很爛是不是?!

再說汽車。

汽車車蓋等部位裝配後,首先縫隙不能太大,否則很難看,這是製造精度保證的。其次,縫隙要均勻,否則也很難看,這主要是裝配保證的。

前幾年汽車行業風風火火的2mm工程就是解決這種問題的。

美國本來號稱車輪上的國家,汽車製造業非常發達,但是就是被日本在這個縫隙問題上牢牢壓制後,汽車業一蹶不振。後來,在密西根大學吳賢銘教授的主持下,較短時間在這個技術上有所突破,美國的汽車業才稍微緩過點氣來。

中國2mm工程是交大林忠欽院士搞得比較火。只要密西根大學搞得研究,交大都會第一時間……呃……跟進。所以說,我國學術創新的能力……

回到飛機裝配。飛機裝配的逼格可不是一般的高!

比如,飛機的登機門可是要密封的!


02 什麼是飛機裝配

飛機裝配指將大量的飛機零件,按一定組合和順序,逐步裝配成組合件、板件、段件和部件,最後將各部件對接成完整的飛機機體。在機體上還要逐步安裝發動機、儀錶、操縱系統以及各種附件、裝置和特種設備等。

飛機裝配可分為部件裝配總裝配

飛機部件裝配工作要解決的問題是:根據構造、使用、維護和生產的要求,將飛機結構劃分成許多獨立的較小的結構裝配單元,再通過合理的裝配過程,使用相應的裝配工裝,將其依次裝配成複雜的裝配件;規劃合理的裝配定位方法,以確定零件、裝配件和段件正確的相互位置,保證整個裝配單元的尺寸和外形的準確度要求;選擇合適的連接方法和工藝參數,如鉚接、螺接、膠接或焊接等,使零件之間的相互位置保持得準確、牢靠,形成穩定的整體結構或具有確定相對運動的機構,有效地傳遞載荷,進行運動轉換。

飛機總裝配是部件裝配過程的延續,是飛機裝配工作的最後階段。飛機總裝配的任務是根據飛機圖紙、技術條件及生產使用說明書的規定和要求,將部件裝配車間移交的各段、部件對接成完整的飛機,將各專業廠提供的發動機、各種儀錶、設備和附件等安裝在飛機上,用各種導管、電纜、拉杆等連接成系統,進行調整、試驗和檢驗。最後將飛機送交工廠試飛車間,作地面及空中試飛。

飛機總裝配包括以下各項工作:

  • 飛機機體部件對接及水平測量;
  • 安裝試驗油箱及燃油和滑油系統;
  • 安裝調整發動機及操縱系統;
  • 液壓和冷氣系統設備、附件和導管的安裝、敷設和試驗;
  • 起落架及其收放機構、信號系統的安裝、調整和試驗;
  • 飛機操縱系統的安裝與調整;
  • 電氣、通訊、儀錶設備與電纜的安裝、敷設和試驗;
  • 高空救生設備的安裝和試驗;
  • 特種設備的安裝和試驗等。

是的,你在網上看到那些「XXX秒看清飛制製造過程」,其實只看到飛機總裝的一小部分!主要也就是大部件的運輸和對接過程。

相對而言,對於飛機裝配而言,部件裝配技術實際才是核心技術,在波音是不可能讓你參觀部件裝配的


03 為什麼飛機裝配是飛機製造的龍頭

與一般機械產品不同,飛機裝配是整個飛機製造過程的龍頭,一般佔到飛機生產周期的50~70%,對整個飛機質量的影響起到至關主要的作用,是飛機製造的最重要的環節,或許沒有之一!飛機裝配是飛機製造的龍頭,是由於飛機裝配的重要性決定的。或者說,飛機裝配引領了飛機製造的過程。

飛機裝配的地位和重要性體現在:

(1)工作量大。飛機機體構造複雜,零件和連接件的數量多,例如一架大型飛機往往就有百萬以上個零件,加上數百萬個以上的鉚釘等緊固件;

(2)重要性高。飛機零件大部分是由板材和型材製成的薄壁構件,尺寸大、剛度小、形狀比較複雜,它們的裝配準確度要求又高,而飛機各部件的氣動力外形、外廓尺寸、各部件之間的相互位置等,主要都是在裝配過程中獲得並確定的。因此,飛機裝配是飛機製造的重要環節,它對飛機產品的性能、壽命和成本都有很大影響。

(3)周期長。裝配工作手工操作多,機械化程度較低,因而飛機裝配工作的勞動量很大,約佔飛機製造總勞動量一半左右,裝配工作的周期也佔全機生產周期的50%~75%。

飛機這麼大數量的零件,決定了其製造工藝、裝配流程和裝配工藝的複雜和互相關聯。乃至一直影響到飛機設計過程。即使在國內,面向裝配的設計也越來越收到飛機製造業的重視。

裝配是多零件裝配成一個整體的過程,這就意味著並行的程度大為降低,一個工位需要裝配的零件越多,這種並行開展生產的可能越小,該工位的工藝裝備也越複雜。因此工作量大、裝配周期長。

強如波音,飛機零件製造的周期也只佔到大概一半,飛機交貨期據說要等一年。

飛機零件是薄壁件,即使零件加工精度再高,裝配到一起由於裝配誤差、裝配變形等等原因,其組件、部件往往也要發生較大變形,這就為整體的精度和質量帶來巨大的影響,為了解決這一問題,往往要從裝配工藝、工藝裝備、加工餘量、精加工過程和裝備等等方面尋求解決方案,這進一步加劇了裝配的複雜性、工作量、成本和周期。

為了解決上述種種問題,現代飛機裝配技術產生了如下發展趨勢:

  • 柔性化:工裝和設備適合多種機型/零部件。這是現代飛機裝配技術必須達到的實施特徵,只有柔性化,才能發揮飛機自動化裝配系統的優勢,提升質量和效率的情況下最大程度的降低成本。
  • 自動化:高效自動化裝配。這是現代飛機裝配技術最重要也是最明顯的表現特徵,根據自動化技術實施的工作可體現為:零部件自動化定位或調姿,自動化制孔,緊固件自動化塗膠,自動化連接(包括鉚接、高鎖螺栓連接等形式),自動化檢測,自動化運輸等等。
  • 數字化:高精度數字量傳遞。這是現代飛機裝配技術的內在特徵。只有採用數字化手段,飛機自動化裝配技術才能實施,數字量傳遞是其核心。
  • 集成化:工藝、工裝、設備緊密集成為有機整體

對此,社會上往往有誤解,以為只要投入,大批量增加自動化裝備,就可以快速提升飛機產量,降低成本。也就是所謂的有人大批量買飛機,就可以生產出來。

實際上,飛機自動化裝配技術的實施牽涉到從設計、零件製造、工藝裝備、甚至緊固件的選用等所有環節。可以說自動化裝配的實施是對整個領域進行革命性發展,而不是一個局部的技術升級。自動化裝配技術不是原有工藝的自動化實現,而是從工藝到設備的一次革命性的技術升級,片面強調某一方面無法真正有效的實現自動化裝配。

所以智能製造的升級,遠不是想像中那麼簡單,需要大量的技術儲備,需要以工藝為靈魂,以裝備為表現,以智能為方向,以軟體為精神。逐步提升飛機製造水平,需要長期不懈的求索精神。

——點贊是我更新的動力!

大白院士:《飛機製造那些事》匯總?

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