直升机装配工艺装备设计方法浅析

摘 要：随着科技进步，在直升机产品设计与制造上越来越多的采用信息化技术。与传统技术相比，现代设计方法更好地推动了直升机设计技术的发展，而加入了集成化软件之后对直升机制造也产生了积极影响。本文就直升机产品设计与工艺装备并行设计方法做了简要分析。

关键词：直升机产品设计与工艺;装备并行设计

引言

直升机制造技术一直在不断革新，近年来更是发生了根本性变革。传统直升机制造方法大多为设计成型模板，然后根据模板进行零件、样件的制作和装配，而现在的制造技术已经更多趋于数字化，样机制作、装配技术等都已与计算机技术相联系。虽然新技术的应用对于直升机制造有很大的推动作用，但同时也要求了更高的工装设计和制造技术。作为有高技术含量的产品，当采用新技术时，即代表旧有技术即将过时，所以在设计思想、技术和方法方面都需要相关人员有质的转变，只有接受直升机制作新技术的复杂化和综合化，才能做好转变工作。

1.传统直升机产品设计和工艺装备设计过程

传统的直升机产品设计与工艺装备设计的分隔界面非常严格。直升机产品新研型号在论证总体方案之后，进入具体产品设计，完成对产品的详细设计后，制造厂工艺部门分解制造任务，并促使生产车间提出工装订货，由工装生产单位进行制造。

直升机的设计和生产过程分以下几个阶段：

①根据对直升机的基本要求进行概念设计;②当概念设计通过后，开始对直升机布局进行总体设计，并对主要零件结构等进行分别设计;③总体设计完成后，要对直升机工作时的各项参数、性能规划、对工装的要求等进行详细的设计，最后以设计图纸作为结论。这是直升机设计方面最重要的阶段;④在正式生产前要试制产品，并进行试验;⑤试验通过后可以将设计定型;⑥生产定型阶段;⑦进入生产阶段，即制造厂商开始制造直升机，工装部门根据图纸分配给各个生产车间工装任务，由其制造其中一部分，最后将各个部分进行组装成型。

在直升机整个外形和结构设计完成之后，直升机制造单位的工艺主管人员依照产品各部分装配组成情况制订工艺方案，依据产品设计所发放的产品图纸与相关信息，确定对各类工装的需求，随后工装设计单位分派具体的工装设计任务。另外，在设计过程中为保证工装的刚度和强度，工装设计人员还要依照经验增加保险系数，还要进行产品与工装、工装与工装、产品与产品的静动态干涉检查。

2.直升机装配工艺设计的主要内容

直升机装配工艺设计是一个“自顶向下，逐步求精”的过程，构成直升机装配工艺设计的基本单元是部件的装配工艺设计，贯穿于直升机设计、试制和批生产的全过程，为部件装配提供工艺技术上的准备。部件装配工艺设计在直升机设计、试制阶段的工作重点虽然不同，但其主要内容为：①划分装配工艺分离面;②为确保装配的互换协调性与准确度，选择合适的工艺方法;③确定各装配元素之间交接供应技术状态;④确定装配定位方法及其基准;⑤选定设备、工具和工艺装备;⑥装配顺序的确定，包括工步、工序及各组成元素之间的先后关系;⑦零件、标准件和材料的配套;⑧工作场地的工艺布置。

3.直升机产品设计与工艺装备并行模式的形成

传统直升机设计方法采用串行方式进行，一旦某个环节出现错误，必须按顺序返回上一层重新进行相应工作，明显增加了时间成本与设计人员的负担。而在引入数字化技术后，直升机的设计工作就由串行变为并行，结构设计、总体设计、工艺设计等可以同时进行，并可以实时制定每一个产品的信息模型，在提高设计效率和质量的同时降低了研制成本。

受直升机事业的发展及周期短、型号多等的影响，传统的厂所独立的直升机研制模式已经无法满足需要，一定要通过信息化手段，采用多厂所协同、联合研制的新体制，建立一个统一的协同研制环境。协同工作平台作为管理与产品和生产有关的信息与过程，是实现直升机工装设计与产品设计并行的关键中介，是解决目前问题的最优方案，也是工业生产需求与企业计算机信息化发展到一定阶段的必然结果。从而以协同工作平台为媒介，规范的三维数字化设计、并行设计为主线的全新数字化设计模式应运而生。

4.传统设计流程与现行并行工程设计方法存在的不足

经过多年的直升机制造实践，传统设计方式已经形成了比较成熟的理论和相应的规范，这样在直升机设计时就有了更多的参考。但是，这种设计方法采用串行方法设计直升机，每一步骤都很繁琐，当完成几个步骤后，不但耗费了大量时间，而且设计人员也会感到疲惫，从而影响以下步骤的设计质量，这种问题在传统直升机设计中不可解决。

采用CAD技术对直升机全机外形和内部结构数字化模型的建立，传统的工装设计方法暴露出工作效率低、设计质量欠佳和制造周期长等弱点。CAD系统应用到装配工装设计这个专业性很强的领域仍然存在很多不足，主要表现在：第一，不能完全满足工装设计思路。第二，由于直升机零件的规格、尺寸等并不是一成不变，即找不到标准模型，所以只能二次开发软件进行具体工装的三维数字化定义，效率还是达不到人们的期望。

工装设计变更一般分为两种：第一，对于直升机相应部件的尺寸更改，工装设计时相应的结构、位置等也要更改。第二，直升机内部一个小零件的增加、删除或者形状的改变都可能导致总体设计的改变，这时工装布局结构就要重新设计。

5.结束语

通过将直升机产品设计、工装设计的并行性和串行性相比之后， 我们会发现并行方法大大优于传统串行方法， 不但节省时间成本，而且能够提升直升机质量，并行性设计方法会是以后很长一段时间内的主流方法。以并行设计的协同来紧密连接设计单位和制造单位，共同协作完成新产品研制任务，在协同的基础上强调设计中的标准化作业，更加注重效率与质量，这对于缩短产品研发周期，快速相应市场的需求，降低研制成本，提高产品的核心竞争力都有着十分重要的意义。所以， 各个企业、单位都要与时俱进，积极跟踪新技术、新方法，不断探索创新新的直升机设计、制造技术，从根本上提升自身的竞争力。

参考文献：

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