意航ATR机身18段装配工艺分析

【摘 要】 atr机身18段和16段、18段对接项目是ATR机身16段之后西飞公司与意大利ALENIA公司于2007年2月签订的又一机身转包项目。意航机身18段是我公司转包生产中承担的第一项机身尾段部件，此项目的顺利进行，对于将来扩大西飞公司转包项目的业务范围和国产涡桨支线飞机的改进有着积极的意义，本文从装配角度重点分析了18段装配的技术关键及采用的工艺方法。

【关键词】 装配协调 装配定位 互换 垂尾接头 K/H孔 工艺分离面

1 机身18段的装配定位

1.1 框组件的装配

分段框的装配：分段框结构与16段的典型框结构基本类似：均分为顶部、左侧、右侧、底部4段；所有钣金框段按外形定位且制出其上的K/H孔，在其框夹具上设定位器定位所有长桁角片。但是这几个框又各有特点，例如：这些框除STA19991框外均没有地板梁；STA20425内框底部整体钣金框既要保证框段外形，内形上又要保证与地板连接平面，因而协调难度很大，现在采用的方案采用外形定位以保证其与外框的套合，同时在工装上设检验点检查地板平面的符合性；STA20860.5顶部框为垂尾接头，因而采用按垂尾接头定位； STA21516框垂尾对接面处有机加框但没有垂尾接头，因而采用按照其上的T/H孔（纵向长圆）和垂尾对接面协调定位的方案，以保证其垂尾对接面的准确性。

1.2 STA20425外框（球面框）的装配

STA20425外框为球面压力框，其主要由T形框缘、辐条、球皮、连接板等组成，其框缘均分为顶部、左侧、右侧、底部4段；球面蒙皮分为两块并采用搭接的连接形式；在球皮上设有10根加强辐条并且所有辐条在汇集处用前后2块盖板连接在一起，所有框缘和球面蒙皮间设置有加强带板。球面框的装配难点在于所有零件均为双曲度零件且零件间有很高协调准确度要求，目前球面框的协调拟采用数字化的协调方法，零件工装和装配工装的球面全部按数模数控加工，减少了传递的误差环节，有利于提高协调准确度。其所有框缘和球皮按外形定位，在其框夹具上设定位器定位辐条并保证辐条与球皮间的贴合；对内外框的套合的准确度可以从以下几方面进行控制：对内外框框零件的工装采用协调制造的方法，严格控制套合零件的外形；装配时保留一定的调整量，如内框连接时先在框段连接处制导孔，待套合时再钻终孔和铆接。

1.3 STA22169.5框的装配

STA22169.5框为平面加强框，框缘分为顶部机加框（垂尾接头件）、左、右侧框缘条（型材）三部分组成，所有框缘均为背靠背形式（一前一后），中间夹有一块整体化铣腹板，并设置有2处横向加强件和4处背靠背的纵向加强件。装配时顶部框段按垂尾接头孔定位，其余框缘按外形定位。

2 壁板的装配

壁板主要要框、长桁、蒙皮组成，定位时先按K/H孔定位框段（顶部框垂尾接头按接头定位），按长桁定位器和框段上的长桁角片定位长桁，然后按框段和外形卡板定位蒙皮，意航采用的蒙皮定位方法为使用耳片定位孔定位，四周带余量，考虑到16段存在长桁位置和蒙皮化铣不协调的因素，为了减少蒙皮修切工作量和便于调节蒙皮化铣，也可以采用端头（尾端为净边，前端与16段对接处按交付状态留工艺余量）定位的方法，两侧带余量并在蒙皮调节到位后按壁板型架上的划线钻孔样板制出壁板搭界区的导孔并修切蒙皮余量。

顶部壁板与其它壁板相比结构较为复杂：蒙皮分为左右两块且采用对接的形式，对接处有多块蒙皮加强板连接，且顶部需要保证垂尾对接平面的准确性；底部壁板有着检修门开口和门铰链等且有互换要求。

3 总装装配

总装装配定位时先定位按K/H定位STA20425框（球面压力框）。并按垂尾接头和STA19991站位的K/H孔定位顶部壁板，再按垂尾接头定位STA22169.5框，然后按STA19991处的K/H孔定位左右侧壁板，最后定位底部壁板。为了保证与16段对接处（STA19957站位）外形的准确性，可以在总装工装设置STA19557外形卡板并在装配时用拉紧带拉紧；由于尾部蒙皮安装的34个尾锥连接片接头位置和外形有互换要求，可采用在零件上先制出接头孔然后在工装上按其定位，并在其与蒙皮间的按需加垫而不采用强迫拉紧以避免铆接后接头位置发生变化。

总装铆接完成后需安装吊挂接头，吊挂接头带有可调球头螺栓支撑件保证在以后的机身段对接时起支撑和辅助定位的作用，为了保证其位置与对接工装协调，在总装工装上可按其在飞机坐标系中的设置球头支撑定位器，在安装吊挂后将球头支撑按定位器调节到位。

4 使用的材料、工艺和工具

18段使用的材料与工艺同16段区别不大：如连接18段骨架连接主要使用的紧固件有铆钉、高锁螺栓（主要用于加强框的连接），还有在少量抽钉和螺栓；密封形式主要有贴合面密封、紧固件湿安装和填充密封（材料：自平密封胶，作用：防积水）；且机身结构材料主要为铝合金，加工难度不大；手工装配工作量大。由于18段总装工作空间十分狭窄，需要大量使用弯钻、L形风钻和各种特殊形状的顶把、窝头等；垂尾接头上的直径Ф16.2MM（锻件，夹层厚度33MM）的垂尾接头孔需要采用自动进给钻钻制；高锁螺栓数量多，需广泛应用高锁螺栓风扳机以提高装配效率。

5 装配关键和难点

18段的装配主要存在以下关键点和难点：（1）保证垂尾对接分离面和接头孔互换协调。（2）保证与尾锥相连的34个互换接头孔互换。（3）保证18段底部检修门铰链安装和开口净边达到互换。（4）研究球面框的装配方法：如何保证双曲度外形的球皮与辐条的贴合，如何保证内外框套合时的外形的协调，研究球面框的装配流程。（5）研究总装的装配流程和合理选择装配型架的结构形式，以保证在狭小的机身空间内完成18段的总装工作。（6）研究机身18段的大锥度变截面的机身装配时如何保证骨架与化铣蒙皮的贴合，关键是如何保证骨架（框）外形的装配准确度和协调准确度。

6 结语

意航机身18段是我公司转包生产中承担的第一项机身尾段部件，与机身16段相比，其互换要求多，协调难度大，总装装配时极不开敞。研究其装配工艺和协调方法，对于此项目的顺利进行，提高我公司的飞机装配水平和拓展我公司转包生产的业务范围有着十分积极的意义，同时对装配中采用的一些特殊装配和协调方法和经验，可以推广应用到国产军、民机生产制造中。