焦蒂

（中國直升機設計研究所產(chǎn)品事業(yè)部，江西 景德鎮(zhèn) 333000）

目前，無人直升機的起落架大多采用鈑金件橫梁、圓筒式滑管和金屬接頭等零件裝配而成。由于鈑金工藝精度不高、接頭結構較為復雜以及整體結構組成不規(guī)則等特點，使得滑撬起落架裝配過程中存在定位困難、裝配精度差、效率低等缺點，嚴重制約成本和生產(chǎn)周期。針對上述難點，通過研究某型滑撬起落架的結構特點，設計了一種采用V型面定位、可調(diào)節(jié)式卡座輔助裝配的工裝型架。利用DELMIA進行模擬仿真，對其結構進行優(yōu)化，并采取合理的工藝措施，極大降低了裝配難度，提高了定位精度和裝配效率，有效節(jié)約成本和縮短生產(chǎn)周期。

1 裝配工藝性分析

1.1 滑撬起落架簡介

起落架的整體結構見圖1，主要包括限位塊、接頭、橫梁和滑管。其中，限位塊用來限定機身結構在起落架上的裝配位置；接頭用來連接橫梁和滑管，并確定二者之間的相對位置。

1.2 裝配工藝性分析

起落架作為機身結構的支撐結構，同時承受對地面的沖擊力，其裝配過程中對定位精度和連接可靠度要求較高。

橫梁作為主承力件，其零件結構為鈑金件，彎曲成型精度差、曲面多，零件鈑金成型一致性不好，裝配時難以保證兩滑管之間跨距的一致；設計基準與工藝基準不一致，致使限位塊定位困難。接頭作為連接件，結構復雜、裝配貼合面為曲面，設計基準與測量基準和裝配基準不一致，裝配過程中難以測量和保證兩滑管間距、兩橫梁間距和起落架的整體高度。

綜上所述，裝配存在以下難點。

圖1 滑撬起落架的整體結構

設計基準與工藝基準不一致，裝配時沒有可靠的定位基準；設計基準與測量基準不一致，裝配時測量困難；鈑金成型一致性差、精度不高，既容易造成零件報廢，同時也使整體裝配不易，整體尺寸如橫梁間距、整體高度和滑管跨距等精度難以保證；試制件按單件生產(chǎn)的工藝方法，由鉗工劃線后手工電鉆配孔裝配，零件表面質(zhì)量和和整體組件互換性差，裝配精度難以保證。

2 裝配型架組成及設計原理

通過上述對滑撬起落架裝配工藝性的分析，針對其裝配過程中定位困難、尺寸檢測不易、裝配精度難以保證等特點，設計一種用于該型起落架裝配的專用工裝，克服以上裝配難點，以實現(xiàn)對裝配過程中零件的精確定位和可靠裝配。

2.1 結構組成及概述

該型架主要由以下各部分組成：底部平臺、支撐平臺、定位銷、可調(diào)下卡座、固定下卡座、上卡座、限位板和限位銷。其結構如圖2所示。

型架整體呈對稱結構：兩個支撐平臺通過定位銷定位后與底部平臺連接，構成型架的結構主體；四組可調(diào)下卡座和上卡座對稱分布在底部平臺兩端，分別用以實現(xiàn)對兩個滑管的定位并夾緊；四組固定下卡座和上卡座對稱分布在兩個支撐平臺兩端，分別用以實現(xiàn)對兩個橫梁的定位和夾緊；兩個限位銷分別用來對兩個滑管在軸向進行限位。

圖2 裝配型架的整體結構

2.2 定位裝夾原理

型架主要通過可調(diào)下卡座、固定下卡座、上卡座和限位銷，并借助接頭零件的裝配面，共同實現(xiàn)對滑管和橫梁的定位，以及起落架的整體裝配。

對于滑管，利用其外表面為圓柱面的形狀特點，設計一對V型上、下卡座對其進行徑向精確定位和可靠夾緊；通過兩組V型上、下卡座，實現(xiàn)對其軸向平行度和直線度的控制；在限位板上設計定位銷，對其沿軸向位置進行限定。其定位夾緊示意見圖3。

圖3 滑管定位示意圖

同理，通過兩組V型上、下卡座，可對橫梁的中間直管部位進行預定位。另外，借助對接頭零件的裝配面（包括接頭與滑管連接處的接觸曲面，以及與橫梁連接處的圓柱內(nèi)壁曲面）處貼合度的控制對滑管兩端進行定位，最終完成對橫梁的整體定位。

通過以上分析和定位夾緊方式，可以實現(xiàn)對起落架裝配精度的有效控制。理論上，V型卡座與零件之間的接觸均為線接觸，考慮到定位夾緊后接觸部位的微小形變，V型卡座與零件之間的實際接觸可視為微小面接觸，這樣就難免在夾緊時會對零件表面造成一定的破壞。為避免此種情況發(fā)生，可在每個V型卡座的工作面均添加相同厚度的橡膠墊，對零件表面進行保護。

在實際鈑金成型過程中，由于鈑金工藝的局限性，橫梁在長度方向上的公差難以保證，為滿足裝配需要，勢必在裝配過程中利用型架來對橫梁進行輕微程度的校型。如果橫梁超差較大，則會對裝配造成很大難度。鑒于此種情況，將用于滑管定位的下卡座設計為沿滑管軸向可調(diào)節(jié)式，即可在滑管跨距要求的公差范圍內(nèi)，通過在跨距方向上調(diào)整下卡座，大幅降低裝配難度，有效提高裝配效率。

3 裝配工藝流程

（1）將可調(diào)下卡座置于初始零位置。（2）滑管預定位：通過可調(diào)下卡座和上卡座對滑管進行徑向定位，再利用限位銷對滑管進行軸向定位。（3）橫梁預定位：通過固定下卡座和上卡座對橫梁直線段進行徑向定位，同時控制橫梁相對型架的對稱度對其軸向進行初步定位。（4）精確定位：連接橫梁與接頭，并將接頭與滑管進行貼合。如果貼合度較差，需檢查接頭與橫梁和滑管的連接，分析原因并修配至貼合完好。必要時調(diào)整可調(diào)下卡座，進而完成滑管與橫梁的最終定位。（5）將接頭分別與滑管和橫梁現(xiàn)場配孔并連接。（6）將限位塊在橫梁上現(xiàn)場比試定位并安裝。（7）裝配完畢，拆下各上卡座，取出起落架，準備下一架機裝配。

起落架的裝配工藝流程圖見圖4，裝配過程見圖5。

圖4 裝配工藝流程圖

圖5 裝配過程示意

4 分析

4.1 裝配過程模擬仿真

將裝配型架的三位數(shù)模導入DELMIA的DPM模塊，按裝配工藝流程對滑撬起落架的裝配過程進行模擬仿真。通過多次模擬-檢查-調(diào)整，直至所設計的裝配型架能夠保證：型架中各運動和靜止單元相互之間無干涉；型架和起落架各單元相互之間無干涉；定位和裝夾過程中工具可達性好，裝配工藝過程合理可行。

4.2 干涉檢查

DELMIA軟件具有干涉檢查功能，能夠?qū)ρb配產(chǎn)品的各運動和靜止單元進行運動路徑和零件之間的干涉檢查，并將檢查結果以紅色窗口顯示方式迅速反饋給設計人員。根據(jù)反饋結果，設計人員對產(chǎn)品進行相應調(diào)整優(yōu)化，經(jīng)過多次檢查-反饋-優(yōu)化-再檢查，直至所設計產(chǎn)品內(nèi)部零件和產(chǎn)品之間無干涉。

5 結語

基于滑撬起落架的裝配特點，設計了一種用于滑撬起落架裝配的工裝型架。針對滑撬起落架裝配過程中定位不易、裝配精度差和工藝性不好的難點，該型架能夠?qū)崿F(xiàn)對滑撬起落架裝配過程的精確定位和可靠裝配，通過DELMIA軟件模擬裝配過程，對其結構進行優(yōu)化；同時，采用合理的工藝流程，極大降低了裝配難度，節(jié)約成本和縮短生產(chǎn)周期，為今后研究該型起落架的裝配技術提供了一定借鑒。所設計的工裝還存在一定的不足，如整體結構較為復雜、不具備一定的柔性等，還需要在今后的工作中不斷研究和改進。