飞机装配翻译.docx

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飞机装配翻译

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2004-01-2832

DeterminateAssemblyofToolingAllowsConcurrentDesignof

AirbusWingsandMajorAssemblyFixtures

JohnHartmann,ChrisMeeker,MikeWeller,andNigelIzzard

、

Copyright.2004SocietyofAutomotiveEngineers,Inc.

ABSTRACT

Mostnewaircraftprogramsencounterthechallengeof

balancingthetimerequiredfordesignoptimizationwith

productdeliveryconstraints.大部分新的飞行器项目都面临着平衡优化设计所需的时间和产品交付期限之间的矛盾。

Thehighcostandlongleadtimesoftraditionaltoolingmakesitdifficultforaircraftmanufacturestoefficientlymeetever-changingmarketdemands.成本高和用时长的传统飞机工艺装备使得飞机制造商很难有效满足不断变化的市场需求。

Thelargesize,lowrelativestiffnessandhighpositionaltolerancesrequiredforaircraftcomponentsdrivetherequirementforrigidfixedtoolingtomaintaintheprecisionpartrelationshipsovertime.飞机部件所需的大的外形，小的相对刚度和高的位置容差驱使着对严格刚性装配的需求向长时间保证各部分精确关系的转变。

Useoftoday’sadvance3-DimensionalCADsystems

/

coupledwiththehighaccuracyofCNCmachines

enablesthesuccessofthedeterminateassembly

approachforaircrafttooling.对当今先进3DCAD系统及高精度CNC机床的运用使得刚性装配在飞机加工上取得成功。

Thisapproachprovidesthe

aircraftmanufacturersignificantlead-timereductions

whileatthesametimeitsupportsenhancedsystem

flexibility.这种方法给飞机制造者带来显著的lead-time间隔时间的减少，同时还支持增强的系统柔性。

Determinateassemblyforaircrafttoolinghas

proventobehighlysuccessfulfortoolingmanufacture

onlarge-scalesystemsuchastheA380andA340-600

"

wingassemblyprojects.飞机刚性装配在大尺度系统如A380和A340-600机翼装配项目上对飞机制造者来说是非常成功的。

INTRODUCTION

TheAirbusA380isthelargestcommercialaircrafttoenterproduction.空客A380是进入制造领域的最大商业飞机。

ThesizeofthisnewaircraftrequiredAirbustodevelopnewfacilitiesandnewmethodstomanufactureandassembleitscomponents.这款新式飞机的尺寸要求空客开发出新的设备和方法来制造和装配它的部件。

AirbusUKisresponsibleforthedesignandmanufactureoftheA380wings.空客英国负责设计和制造A380的机翼。

AnewfactorywasconstructedinBroughton,Wales,forthepurposeofassemblingandequippingtheA380wings.为了assemblingandequippingA380的机翼在Broughton,Wales已经建立了一个一个新的工厂。

！

Thisnewfactoryandthewings,whichleaveit,areashiningexampleoftheconfluenceofcutting-edgeaerospacedesignandstate-of-the-artmanufacturingtechnology（Figure1）.这家新的工厂和它研制的机翼就是前沿航空设计和艺术气息制造技术的完美结合。

Mostnewaircraftprogramsencounterthechallengeofbalancingthetimerequiredfordesignoptimizationwithproductdeliveryconstraints.大部分新的飞行器项目面临着平衡设计最优化和交付期限之间的时间的挑战。

Thisissueisfurtherexacerbatedbytoday’sdemandsforshorterandshorterproductleadtimes.当今对越来越短leadtimes的要求更加剧了这个问题。

Historically,toolingisusedtosetprecisionrelationshipsrequiredonlargeaircraftassembliessuchaswings.历史上，装配是用来保证像机翼这样大型飞机部件准确度的。

Typically,inordertomaintainthehighpositionaltolerances,detaillocatorsaremanuallysetusingprecisionmetrologyequipment.典型的如detaillocators为了保持高的位置公差而手动操纵precisionmetrologyequipment

Asaresult,toolingrequirementshavecreatedlargehurdlestoleadtimereductionandproductflexibility.结果装配要求对减少leadtime和产品柔性造成了巨大障碍。

￥

Figure1:

AirbusUKA380FactoryinBroughton,

UK

Thelargesize,lowrelativestiffnessandhighpositionaltolerancesrequiredforaircraftcomponentsdrivetherequirementfortoolingtomaintaintheprecisionpartrelationshipsovertime.大尺寸、低相对刚度和高位置公差要求的飞机部件要求装配能够长时间保持之间的精密关系。

Theuseof“DeterminateAssembly”orthetoolingitselfcanprovidethedesiredflexibilityandleadtimereduction.利用“确定性装配”或模具本身可以提供需要的灵活性和交货时间减少。

Useoftoday’sadvanced3-DimensionalCADsystemscoupledwiththehighaccuracyofCNCmachinesenablesthesuccessofthedeterminateassemblyapproachforaircrafttooling.TheA380andA340-600wingpanelsystemsprovideillustrationsofhowthismethodsupportsconcurrentaircraftandtoolingdesign.Thispresentedapproachprovidestheaircraftmanufacturersignificantlead-timereductionswhileatthesametimeitresultsinenhancedsystemflexibility.

在大型、低相对刚度和高位置公差要求飞机部件驱动要求精密模具维护部分关系。

利用“确定性装配”或模具本身可以提供需要的灵活性和交货时间减少。

使用当今先进的三维CAD系统加上高精度的数控机床使成功的确定方法,为飞机装配工具。

A380和A340-600的翼板系统提供的插图的方法支持并行飞机和模具设计经验。

这一方法提供的飞机制造商显著减少交货时间的同时,其结果在强化系统的灵活性。

（

DRIVERSFORUSEOFDETERMINATE

ASSEMBLY

Theworldofaerospacemanufacturingisbecomingmoreandmoreaggressiveeveryday.每一天世界航空制造业都在变得越来越积极。

Customerswantaircraft,whicharemoreefficientandcarrymoreloadthaneverbefore.客户想要飞机，这更有效也比以往任何时候都更有压力。

Theyexpecttheseaircrafttoberightaroundthecorner,nottenyearsinthemaking.他们希望这些飞机马上就能做好，而不是用十年。

Inordertomeetthesehighstandards,aircraftdesignershaveturnedtonewtoolsandmethods,whichallowthemtoquicklyevaluatetheirdesignsandreadilycommunicatepartgeometrytomanufacturers.为了满足这些高的标准，飞机设计师已转向新的工具和方法，使他们能够迅速评估他们的设计并和制造商容易沟通partgeometry。

TheadventofcomputationaltoolssuchasFiniteElementAnalysis（FEA）andIntelligentComputerAidedDesign（ICAD）hasacceleratedthepaceofdesignoptimizationandallowsrefinementofcomponentdesignstoalevel,whichwasunheardofuntilrecently.（3）计算机工具的出现如有限元分析（FEA）和智能计算机辅助设计（ICAD）加快了优化设计，使部件设计的完善水平达到一个前所未闻的水准。

Inordertosellaircraftintoday’smarket,newaircraftprogramsmusthitthegroundrunning.Productionrampupratesmustmeetnewmoreaggressivetargetstosatisfymarketdemands.Typically,precisiontoolingandassemblyequipmentareusedtosettherelationshipsbetweenandfastenorbondtogetherthemyriadofparts,whichmakeuptheaircraftframe.Inordertoenableproductionratestorise,itisnecessaryfortheassemblyequipmenttobereadyforproductionassoonastheaircraftcomponentsarereadyforassembly.However,majorassemblytoolsaretypicallylargerthantheaircraftpartsthemselves.Sincethetoolingdesignisdependentuponthedesignoftheaircraft,toolingmanufactureandconfigurationtypicallypresentsarate-limitingstepinnewaircraftimplementationcycles.Further,astheaircraftdesignsevolveandvariantsareintroduced,weagainfindtherequiredtoolingmodificationsonthecriticalpathtodelivery.Theincreasingdemandforlead-timereductionrequiresanewapproachtotoolingdesignandimplementation.

为出售飞机，在今天的市场上，新飞机计划必须脚踏实地。

生产坡道率必须达到新的更积极的目标来满足市场需求。

通常，精密模具和装配设备是用来设置之间的关系和固定或结合在一起的各种配件，使飞机框架。

为了使生产效率提高，这是大会的必要设备，准备用于生产尽快准备好组装飞机部件。

然而，主要装配工具通常大于飞机零件本身。

由于模具的设计取决于设计的飞机，模具制造和配置通常提出一个限速步骤，新飞机实施周期。

此外，由于飞机设计的演变和变种介绍，我们再次找到所需的工具修改的关键路径的传递。

日益增长的需求提前期

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TECHNICALBACKGROUNDOFDETERMINATE

ASSEMBLY

Toattackthisproblem,manycompanieshavebeenevaluatingtheuseof“DeterminateAssembly.”DeterminateAssemblyisatermusedtodescribethepracticeofdesigningparts,whichfittogetheratapredefinedinterface,anddonotrequiresettinggaugesorothercomplexmeasurementsandadjustments.Itispartofthemoregeneralpracticeof“DesignforManufactureandAssembly”（DFMA）.Thepotentialbenefitofdeterminateassemblyisareductionintooling,whichtherebyreducesbothcostandlead-time.Conceptually,thecomponentpartsaremanufacturedtoahighdegreeofaccuracy,whichallowthepartsto“snaptogether”andstillmaintaintheirrequiredpositionaltolerance.Muchhasbeenwrittenaboutthepromiseofdeterminateassemblyandsimilarpractices（4,5）.However,thebenefitshaveyettoberealizedonalargescaleforproductionpartssuchaswingsduetothepartsizeandflexibility,thermalissuesandthehighpositionaltolerancesrequired.Therefore,assemblyfixturesaretypicallystillrequired.Determinantassemblyhashoweverprovenitselfinthemanufacturingprocessesbygreatlysimplifyingtoolingdesignandmanufacture.

攻击这个问题，许多公司已经评价使用“确定装配。

”确定装配是一个用来描述设计实践部分，其中组合在一个预定义的接口，而不需要设置压力表或其他复杂的测量与调整。

这是部分更一般的实践”的设计制造和装配”（中）。

潜在的利益确定装配是减少模具，从而降低成本和交货期。

从理论上说，这些零部件制造精度高，使部分“单元”，仍然保持其所需的位置公差。

很多人已书面承诺确定装配和类似的做法（4,5）。

然而，这些好处还没有实现大规模的生产零件如翅膀由于部分大小和灵活性，热问题和较高的位置公差要求。

因此，装配楼

AninitialimplementationofdeterminateassemblyintoolingarenacameontheA340-600panel-buildcell.Thisassemblycellisusedtolocateandfastenaluminumstringerstomachinedaluminumskinpanels

（2）.Theseareverylargeassembliesontheorderofafewmeterhighandoverthirtymeterslong.Theoriginalfixturesusedtolocatethestringersandwingskinsfollowedaconventionaldesign.Individualdetailsforstringerlocationsweredesignedandfieldsetusinglasertrackers.Overtwothousandindividualpointshadtobealignedinthefield.Thiswasadifficult,laborintensiveandtime-consumingprocess.

初步实现确定装配工装上就A340-600panel-build细胞。

这种细胞是用来定位和固定铝特约加工铝皮板

（2）。

这些都是非常大型集会的命令几米的高度超过三十米长。

原设备用于定位的特约记者和机翼后，传统的设计。

个人的细节设计和领域斯特林格位置设置使用激光跟踪仪。

超过二千个人的点是一致的领域。

这是一个困难的，劳动密集和费时的过程。

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SubsequenttotheinitialproductionimplementationoftheA340-600system,thepanel-buildfixtureshadtosupportauniquetestwingconfiguration.Inordertoaccommodatethistestpart,thefixtureshadtobealteredandtheprocesshadtobeintegratedintoanalreadytightbuildprogram.Thesolutionthereforedemandedthatthealterationsresultedinminimaldowntimefortheonetimechangeandrestorationtotheoriginalbuildconfiguration.Toaddressthisrequirement,theconceptofa“pegboard”formboardwasdeveloped.Formboardsareusedtomountthestringerlocationindexes.Withthisapproach,highaccuracyholesweremachinedintotheformboard.Precisionlocatingdowelswerepressedintotheseholes.Thisresultedinaseriesof“pegs”withhighpositionaltolerances.Stringernests

werethenmanufacturedagaintoaveryhightolerance.ThesenestshoweverwererelativelysmallandcanbereliablymachinedonreadilyavailablecommodityCNCmachines.Thestringernestsarethenlocatedontotheformboardpegsthoughprecisionbushings.Thetotaltolerancestack-upbetweenthesetsofpartsislessthantherequiredaircraftbuildtolerance.

Figure2:

Determinate