摘 要：方向舵位于飛機(jī)垂直尾翼后部，是垂直尾翼中可操縱的翼面部分，其作用是對飛機(jī)進(jìn)行偏航操縱。此型機(jī)方向舵是采用全復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。它的裝配夾具定位方式的設(shè)計(jì)直接決定了飛機(jī)前飛時(shí)方向性是否可靠。其中保證三個(gè)懸掛肋機(jī)加角盒的同軸度尤為重要，這就依靠工裝的精度保證，此工裝在現(xiàn)場使用過程中滿足了裝配要求，可以順利實(shí)現(xiàn)裝配。

關(guān)鍵詞：方向舵；臥式；定位；精度；

中圖分類號(hào)：V216 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2014）-12-00-01

一、設(shè)計(jì)方案的確定

（一）方向舵裝配夾具的功用

方向舵裝配夾具在常溫下進(jìn)行膠接、鉚接產(chǎn)品，包括如下零組件：整體共固化盒段、根肋、前緣肋（12個(gè)）、懸掛肋機(jī)加角盒（3個(gè)）、右側(cè)蒙皮、前緣蒙皮、翼尖罩、防撞燈支架、調(diào)整片以及扭力管法蘭盤裝配，總裝完成后還要在調(diào)整片及扇形件上鉆制連接孔。

（二）產(chǎn)品在夾具中放置狀態(tài)及下架方式的確定

在夾具中，產(chǎn)品按平臥狀態(tài)放置。這種狀態(tài)不僅降低整個(gè)型架工作高度、降低操作難度，有利于裝配操作工作的進(jìn)行，更便于精加工的進(jìn)行。

根據(jù)方向舵產(chǎn)品裝配件及型架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，產(chǎn)品下架采用從型架上方下架的方式。

（三）夾具設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件

CATIA軟件在飛機(jī)的設(shè)計(jì)和制造過程中，全面應(yīng)用產(chǎn)品的數(shù)字建模技術(shù)就是平常所說的無圖設(shè)計(jì)/制造技術(shù)。其優(yōu)點(diǎn)：與產(chǎn)品設(shè)計(jì)員并行設(shè)計(jì)；在CATIA上設(shè)計(jì)和發(fā)放所有工藝裝備；在CATIA上解決工藝裝備的干涉問題；保證零件和工藝裝備完全協(xié)調(diào)。

二、夾具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的論述

夾具結(jié)構(gòu)主要由框架、定位件、壓緊件以及鉆模等組成?？蚣芗垂羌?，它是夾具的基體，用以固定和支撐定位件，壓緊件等元件，保持各元件空間位置的準(zhǔn)確度及穩(wěn)定性，因此，它必須有一定的剛度。使用裝配夾具時(shí)，首先需要保證所定位的工件處于正確、可靠的位置，把它們夾緊在這個(gè)位置上，這就是定位件、夾緊件必須完成的任務(wù)。定位是指工件被夾緊后所占有的位置。所以，定位與夾緊雖然作用不同，但它們是密切相關(guān)的。因此在結(jié)構(gòu)上常常合為一體，成為定位夾緊件。對夾緊件的要求是加緊可靠、操作方便迅速、不損傷工件。壓緊力作用的方向應(yīng)保證外形或零件間貼合可靠，避免夾緊時(shí)破壞定位件的正確位置。每個(gè)產(chǎn)品組件由于結(jié)構(gòu)與形狀不同，都需要有不同的定位夾緊形式。

（一）夾具框架結(jié)構(gòu)的確定

產(chǎn)品外廓為3223mmX1050mm，考慮到產(chǎn)品外廓尺寸大隨之框架尺寸大，很難旋轉(zhuǎn)并且立式框架不易定位產(chǎn)品，故選擇固定臥式框架。整個(gè)框架工作高度為1048mm-1440mm ，框架底部工人操作較少，可借助座椅，最終使用較方便。

托架及支架為方鋼焊接結(jié)構(gòu)，再螺接在一起，外廓尺寸大，整個(gè)工裝的定位件都裝配在托架上。焊接結(jié)構(gòu)的框架最大的特點(diǎn)是焊后的內(nèi)應(yīng)力大，為了防止內(nèi)應(yīng)力在一段時(shí)間后使框架產(chǎn)生變形，使定位件位置不準(zhǔn)確，采用焊后熱處理的方法消除內(nèi)應(yīng)力。

（二）整體共固化盒段的定位

整體共固化盒段為全復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，其定位件的設(shè)計(jì)是以整體共固化盒段的外形定位的，其中利用下卡板型面定位盒段的蒙皮部分來控制盒段的Y方向，利用兩個(gè)擋件定位盒段的前梁來控制盒段的X方向，利用擋件定位盒段的4#肋盒來控制盒段的Z方向。

（三）根肋、前緣肋（12個(gè)）及前緣蒙皮、右側(cè)蒙皮的定位

每個(gè)肋盒因?qū)Ω髯詫?yīng)的蒙皮具有支撐定位作用，它們的位置正確與否直接決定肋盒與蒙皮膠、鉚接之后方向舵整體的強(qiáng)度，因此如何定位各肋盒的正確位置是非常重要的，其難點(diǎn)在于如何既保證肋盒的軸線面位置又保證肋盒能與前緣蒙皮貼合的好。

定位肋盒軸線面的方法是以擋板定位，并以壓緊器壓緊，其余部分的定位則是利用上下卡板用肋盒的外形定位，并利用壓緊器在各個(gè)方向壓緊。在設(shè)計(jì)卡板的型面時(shí)因?yàn)榭紤]到在膠鉚接肋盒之后，還需要上前緣蒙皮及右側(cè)蒙皮進(jìn)行膠鉚接，所以有兩種方法可以選擇：

1、利用兩套卡板。可以設(shè)計(jì)兩套不同型面的卡板，其中一套設(shè)計(jì)為以肋盒的外形為型面，定位好肋盒，與整體共固化盒段膠鉚之后將此套卡板拆掉，更換一套以前緣蒙皮和右側(cè)蒙皮外形為型面的卡板，再進(jìn)行膠鉚接。

2、利用一套卡板及墊片。直接將卡板型面設(shè)計(jì)為前緣蒙皮和右側(cè)蒙皮的外形，在定位肋盒時(shí)利用一系列不等厚度的墊片將前緣蒙皮和右側(cè)蒙皮的厚度補(bǔ)償在卡板型面上，以此來定位肋盒外形。

兩種比較而言，（1）方式中制造兩套卡板材料利用較多，更換兩套卡板工人操作較多，浪費(fèi)人力，并且在更換卡板的過程中容易產(chǎn)生誤差，需要重新調(diào)試檢測；（2）方式既可以保證兩件產(chǎn)品的定位，定位方式雖傳統(tǒng)卻準(zhǔn)確，操作起來又很方便，故最終選擇第二種定位方式。

（四）懸掛肋機(jī)加角盒（3個(gè)）的定位及其鉆模的設(shè)計(jì)

懸掛肋機(jī)加角盒是方向舵中最重要的組件，三個(gè)機(jī)加角盒分布在盒段前梁上的三個(gè)肋盒中，它們的軸線與方向舵轉(zhuǎn)軸的軸線有很嚴(yán)格的同軸度要求，只有保證了這個(gè)要求，才能保證方向舵的正常旋轉(zhuǎn)從而調(diào)節(jié)飛機(jī)前飛時(shí)的方向。

定位三個(gè)機(jī)加角盒的方法很簡單，就是利用定位擋件及定位螺栓，若想保證它們的同軸度要求，只能依靠工裝的加工及裝配精度保證，因此，在工裝的設(shè)計(jì)中，給予了這三個(gè)定位件嚴(yán)格的同軸度要求。

機(jī)加角盒與肋盒之間是膠接并螺接的，為了使其協(xié)調(diào)，要在工裝上增加鉆制螺接位置的四個(gè)孔的鉆模，首先定位好機(jī)加角盒，在常溫下與肋盒膠接，之后利用鉆模鉆制盒段、肋盒及機(jī)加角盒的初孔，再擴(kuò)鉆，因?yàn)闄C(jī)加角盒的空間較小，所以此鉆模只能從盒段一側(cè)鉆過去。

（五）其余產(chǎn)品組件的定位

翼尖罩、防撞燈支架、舵機(jī)支架、繼電器支架、調(diào)整片以及扭力管法蘭盤裝配等組件的定位都是常規(guī)的定位方法，包括依靠外形定位、選擇兩個(gè)定位孔定位，依靠軸線和定位孔定位等等，這些定位方法簡單有效，操作方便。

三、結(jié)束語

某型機(jī)方向舵裝配夾具采用了以數(shù)字定義為主的協(xié)調(diào)手段，工藝裝備重要元件的相對位置有關(guān)尺寸由工藝裝備元件上的坐標(biāo)孔確定。使用激光準(zhǔn)直儀安裝型架，數(shù)字化程度高、參與制造的零部件制造精度有關(guān)、安裝精度高，滿足使用要求。