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第一篇 飞机制造基本原理和方法3

第一章 传统的飞机制造模式3

1.1飞机研制工作的一般过程3

1.2飞机制造技术的特殊要求6

1.2.1制作实物模型样机7

1.2.2飞机外形严格的气动要求和结构的互换协调9

1.2.3严格控制飞机的结构重量10

1.3飞机制造的基本方法及其特点10

1.3.1设计分离面与工艺分离面11

1.3.2飞机装配准确度14

1.3.3模线样板法工作原理21

1.4飞机装配过程22

1.4.1工艺基准22

1.4.2装配定位25

1.4.3装配工艺过程28

1.4.4装配工艺设计主要内容31

1.5飞机总装配及机场车间工作33

1.5飞机总装配33

1.5.2机场车间工作38

思考题39

参考文献39

第二章 飞机制造中的尺寸传递体系及其实现39

2.1飞机制造的互换和协调40

2.1.1 互换和协调的基本概念40

2.1.2飞机制造中的互换要求41

2.1.3保证互换性的意义43

2.2保证互换协调的尺寸传递原理43

2.2.1保证协调准确度的基本方法44

2.2.2按独立制造原则进行协调44

2.2.3按相互联系原则进行协调46

2.2.4按相互修配原则进行协调47

2.2.5 3种尺寸传递原则的应用48

2.3典型的尺寸传递体系49

2.3.1对尺寸传递体系的设计要求49

2.3.2模线样板－标准样件协调系统50

2.3.3模线样板－局部标准样件协调系统51

2.3.4以飞机外形的数学模型为基础的协调系统——数字量尺寸传递体系53

2.4模线样板技术56

2.4.1模线样板技术的内容和作用56

2.4.2我国模线样板技术的发展57

2.4.3理论模线57

2.4.4结构模线60

2.4.5常用样板62

2.4.6样板的分类和基本用途65

2.5 CAD技术在模线设计中的应用70

2.5.1建立数学模型和模线的自动绘制70

2.5.2结构模线CAD软件分类及技术准备工作71

2.5.3交互式图形设计72

2.6互换协调方法的典型实例及协调图表的设计73

2.6.1飞机钣金零件的重点协调部位及协调方法74

2.6.2典型飞机结构的协调路线78

2.6.3互换协调图表的设计82

思考题83

参考文献83

第三章 飞机制造工艺装备84

3.1工艺装备的作用和分类84

3.1.1概述84

3.1.2飞机工艺装备的作用84

3.1.3飞机工艺装备的分类86

3.1.4选择工艺装备的原则88

3.2标准工艺装备的设计和制造89

3.2.1标准工艺装备的定义、分类和技术要求89

3.2.2标准工艺装备设计的基本要求94

3.2.3各类标准工艺装备的结构特点95

3.2.4标准工艺装备制造的协调方法97

3.2.5确定标准工艺装备的因素99

3.2.6标准工艺装备的结构设计101

3.2.7标准工艺装备的制造102

3.3装配工艺装备的设计和制造102

3.3.1装配工艺装备的种类、结构和功用102

3.3.2装配工艺装备的设计原则104

3.3.3装配型架设计的一般问题105

3.3.4型架骨架的构造107

3.3.5型架的外形定位件及夹紧件109

3.3.6型架的接头定位件110

3.3.7飞机装配型架的安装110

3.4飞机生产准备技术的发展113

3.4.1飞机装配定位的简化113

3.4.2工艺装备结构和设计的改变113

3.4.3工艺装备制造的改进114

思考题115

参考文献115

第二篇 飞机产品的数字建模及并行工程的实施115

第四章 飞机产品数字建模技术115

4.1产品数字模型在飞机设计和制造过程中的地位和作用119

4.1.1产品几何形状和尺寸的正确传递是制造工作的关键119

4.1.2波音公司对数字化产品定义的试验过程120

4.1.3产品数字建模的内容及效果121

4.2产品数字建模技术及其应用125

4.2.1采用产品数字建模技术的企业运行方式125

4.2.2基于产品数字建模的工程设计过程127

4.2.3基于产品数字模型的制造工程133

4.2.4工程设计数据的发放和管理138

4.3基于数字化产品定义的制造工程计算机系统140

思考题142

参考文献142

第五章 并行工程在飞机制造中的实施144

5.1并行产品定义CPD144

5.1.1 CPD的主要内容和关键因素144

5.1.2综合设计评审146

5.2并行产品定义的组织方式147

5.2.1 IPT的组织方式148

5.2.2 IPT的运行环境和工作方式149

5.2.3 CPD执行过程156

5.3 IPT的结构、成员和任务157

5.3.1 IPT的层次结构和上层组织157

5.3.2 IPT的组织方法157

5.3.3 IPT的作用和职责158

5.3.4职能部门的作用160

5.3.5 IPT和职能部门的分工161

5.3.6 IPT运行环境中的管理162

5.4实施并行工程的几点启示163

5.4.1并行工程与企业文化的关系163

5.4.2改进过程是关键163

5.4.3实施并行工程是一个渐进过程163

5.4.4并行工程的实施关键在领导164

思考题164

参考文献164

第六章 产品数据管理和制造资源计划166

6.1现代制造业的发展和面临的问题166

6.2产品数据管理技术PDM概述166

6.2.1 PDM的发展背景166

6.2.2实施PDM是企业发展的迫切需要168

6.2.3有关PDM的基本概念169

6.2.4 PDM的应用范围与特点170

6.2.5 PDM的功能172

6.3 PDM与信息集成的关系180

6.3.1 PDM应该是CAD/CAPP/CAM的集成平台180

6.3.2 PDM应该是产品信息传递的桥梁181

6.3.3 PDM能够支持并行工程的实施182

6.4 PDM技术的发展和应用183

6.4.1 PDM的发展趋势183

6.4.2实施PDM须注意的地方186

6.5主要PDM软件186

6.6制造资源计划MRP1概述187

6.6.1 MRP1的发展187

6.6.2什么是MRP1188

6.7供应链190

6.8 MRP1的基础数据191

6.9生产计划与主生产计划193

6.9.1生产计划193

6.9.2主生产计划193

6.10物料表和物料需求计划194

6.10.1物料表195

6.10.2物料需求计划197

6.11能力需求计划200

6.11.1工作中心200

6.11.2粗能力计划201

6.11.3能力需求计划201

6.12车间作业管理202

6.13库存管理202

6.13.1库存控制203

6.13.2采购管理203

6.14成本管理204

6.14.1产品成本的构成204

6.14.2 MRP1中的成本类型204

6.14.3 MRP 1中的成本计算方法204

6.14.4成本差异分析205

6.15企业资源计划和智能资源计划系统简介205

6.15.1企业资源计划205

6.15.2智能资源计划208

6.16 MRP 1的实施208

6.16.1 MRP1实施的关键208

6.16.2 MRP1实施的过程209

6.17典型MRP 1/ERP系统210

思考题211

参考文献212

第七章 飞机构型定义、控制和制造资源管理212

7.1从产品数字化、并行定义到PDM技术应用213

7.1.1商业竞争形势213

7.1.2突破性战略措施213

7.2DCAC/MRM系统结构及其软件系统215

7.2.1 DCAC/MRM系统结构215

7.2.2 DCAC/MRM采用的软件系统218

7.3 DCAC/MRM系统关键要素220

7.3.1 DCAC/MRM系统与精益生产220

7.3.2精简作业流TBS221

7.3.3简化构型管理SCM222

7.3.4单一产品数据源SSPD228

7.3.5改进物料管理TMM229

7.4 DCAC/MRM工作原理230

7.4.1 DCAC/MRM系统工作过程230

7.4.2采办工作集中与分散相结合235

7.4.3选型、模块和零部件235

7.4.4简化有效性管理的实施238

7.4.5预转换工作240

7.4.6投产飞机245

7.4.7确定预测需求246

7.4.8供应商规范计划250

7.4.9工艺装备产品250

7.4.10产品定义数据发放250

7.4.11供应商条码251

7.5 DCAC/MRM系统的实现措施和步骤251

7.5.1实现措施252

7.5.2实施步骤253

思考题254

参考文献254

第三篇 飞机产品数据的生成、传递、拓延和管理254

第八章 综合工作说明IWS的内容和作用254

8.1有关数字化产品定义的几个问题257

8.1.1飞机部件基准线图257

8.1.2飞机设计制造中的编号规则259

8.1.3区域控制码260

8.1.4项目工艺总方案261

8.2硬件可变性控制HVC266

8.2.1关键特性266

8.2.2 HVC的内容267

8.2.3 HVC/AQS产品定义268

8.2.4 HVC测量点269

8.2.5工艺装备定位计划269

8.2.6协调单271

8.3综合工作说明IWS的内容及其作用273

8.3.1 IWS的概念273

8.3.2 IWS的建立及演化过程273

8.3.3 IWS的文档结构274

8.3.4 IWS的作用276

8.4 IWS实例277

思考题281

参考文献281

第九章 自动零件表APL的结构和内容283

9.1 APL系统和APL表283

9.1.1 APL系统和APL表概念283

9.1.2 APL相关词语说明283

9.1.3飞机标识号说明285

9.2 APL系统的组成和工作步骤286

9.2.1 APL系统的组成286

9.2.2 APL系统的工作步骤287

9.3 APL输入表288

9.3.1 APL封面页288

9.3.2 APL应用表288

9.3.3 APL注释页290

9.3.4 APL零件表290

9.3.5 APL先期图纸更改单和带应用表的APL先期图纸更改单291

9.4 APL表输入说明291

9.4.1 APL封面页输入291

9.4.2 APL应用表输入292

9.4.3 APL注释页输入293

9.4.4 APL零件表输入293

9.5 APL表中数据的关系294

9.5.1 APL表与图纸页的关系294

9.5.2 APL表内部的关系295

9.5.3 APL表之间的关系296

9.5.4其他相关内容297

9.6 APL表维护298

9.6.1更改的实施和行为代码298

9.6.2 APL应用表维护299

9.6.3 APL零件表维护299

9.6.4装配件／安装件生成300

9.6.5整个APL表的生成、删除和恢复300

9.7 APL表发放301

9.7.1标题301

9.7.2应用表301

9.7.3更改段302

9.7.4零件应用索引303

9.7.5装配件细目表303

9.7.6注释表305

9.7.7零件表索引305

9.8 APL在制造中的地位和应用306

9.8.1 APL系统的地位306

9.8.2 APL表与IWS的关系308

9.8.3 APL表与工程数据集的关系308

9.8.4 APL表生成E-BOM的过程309

9.8.5 APL表与SSPD的关系310

9.8.6 APL表与PDM的关系311

9.9 APL表的新发展311

9.9.1 PDM生成物料表312

9.9.2零件表PL314

9.9.3制造零部件零件表MPPL315

9.9.4供应商计划零件表SPPL315

9.9.5供应商定制零件表SCPL316

9.9.6数据表317

9.9.7从APL到PDM317

思考题318

参考文献318

第十章 计算机辅助飞机设计制造支撑软件——CATIA318

10.1 CATIA系统简介319

10.2 CATIA系统体系结构319

10.2.1面向虚拟产品的高度集成化体系319

10.2.2基于混合模型的造型方法320

10.2.3支持并行工程设计的系统结构320

10.2.4基于人工智能技术的知识工程结构320

10.2.5基于网络的协同工作环境321

10.2.6开放性的体系结构321

10.3 CATIA系统有关概念322

10.3.1项目文件322

10.3.2模型和SESSION323

10.3.3工作空间323

10.3.4几何集324

10.3.5 CATIA模型的组织管理结构324

10.3.6层及层过滤器324

10.3.7工作模式326

10.4 CATIA有关几何元素的结构及数学表示326

10.4.1 CATIA线架元素的数学定义326

10.4.2 CATIA曲面元素的结构及数学表示326

10.4.3 CATIA实体元素的结构及表示328

10.4.4 CATIA二维工程绘图的基本结构329

10.5应用CATIA系统进行数字化建模的基本过程330

10.6 CATIA软件主要功能331

10.6.1 CATIA线架造型332

10.6.2 CATIA曲面造型333

10.6.3 CATIA实体造型335

10.6.4 CATIA三维参数化造型337

10.6.5 CATIA的特征造型338

10.6.6 CATIA装配338

10.6.7 CATIA装配模拟339

10.6.8 CATIA系统的工程分析339

10.6.9运动机构模拟分析339

10.6.10 CATIANC加工340

10.7 CATIA二次开发平台341

10.7.1 CATIA二次开发平台简介341

10.7.2 CATIA几何接口341

10.7.3批处理程序342

10.7.4 IUA编程343

10.7.5 GII开发平台简介346

10.8 CATIA系统的应用351

思考题351

参考文献351

第十一章 工程数据集的结构和管理352

11.1概述352

11.1.1工程数据集352

11.1.2工程数据集的分类353

11.2 CATIA数据集结构354

11.2.1 CATIA模型354

11.2.2模型和CATIA图页的划分355

11.2.3层的管理355

11.3三维模型358

11.3.1三维模型结构358

11.3.2模型内部的层次关系358

11.3.3参考模型359

11.4二维模型359

11.4.1二维模型结构359

11.4.2种子模型360

11.4.3边框361

11.4.4保留区362

11.4.5辅助视图362

11.5工程数据集的命名363

11.5.1基本命名法363

11.5.2 CATIA数据集的命名364

11.6应用实例367

11.6.1实例1——水平尾翼安定面367

11.6.2实例2——平尾翼肋372

思考题374

参考文献374

第十二章 飞机结构件与工艺装备数字建模方法374

12.1概述376

12.1.1结构件建模376

12.1.2 CATIA建模方法377

12.2建模规则377

12.2.1坐标系377

12.2.2坐标系的使用378

12.2.3误差380

12.2.4模型的合理性与“清洁”性380

12.2.5模型的建立380

12.3建模中几何元素的使用381

12.3.1点381

12.3.2线框382

12.3.3曲面384

12.3.4实体384

12.4典型模型或零件的建模方法及规定385

12.4.1主尺寸表面模型385

12.4.2管路装配／安装件建模方法390

12.4.3钣金件建模方法391

12.4.4机加件建模方法393

12.4.5铸件和锻件建模方法393

12.4.6复合材料建模方法393

12.5数字化预装配396

12.6在并行工程环境中的结构设计398

12.6.1波音737-700项目并行工程的工作环境398

12.6.2结构件设计过程398

12.7结构件数字建模实例402

12.7.1实例1402

12.7.2实例2404

12.8装配工艺装备数字建模实例405

思考题409

参考文献410

第十三章 飞机制造工艺信息和工艺流程设计410

13.1相关概念411

13.1.1制造工艺信息411

13.1.2飞机制造工艺流程413

13.2飞机制造工艺文件413

13.2.1制造工艺文件的分类和编制内容413

13.2.2制造工艺文件的编制依据414

13.2.3 WBS的拓延415

13.2.4 SOW的拓延416

13.2.5一号流程416

13.2.6承诺进度计划419

13.2.7制造工艺方案420

13.2.8工艺规程422

13.2.9工作指令424

13.2.10工作包文件426

13.2.11集成物料表426

13.3飞机制造工艺流程设计426

13.3.1飞机制造工艺流程设计的步骤427

13.3.2 E-BOM的内容和产品结构树429

13.3.3按制造模块划分ACC431

13.3.4装配工艺树的生成434

13.3.5将ACC划分为POS437

13.3.6在POS中定义JOB438

13.3.7按JOB的顺序形成STEP440

13.3.8生成工步描述440

13.4飞机制造工艺流程时间计算442

13.4.1自顶向下估算442

13.4.2自低向上计算444

13.4.3批量生产周期计算446

13.5飞机制造工艺信息管理系统和装配流程设计系统448

13.5.1飞机制造工艺信息管理系统448

13.5.2飞机装配流程设计系统449

思考题450

参考文献450

第四篇 飞机零件制造及质量控制方法453

第十四章 基于特征的整体结构件数控加工453

14.1特征概念与飞机结构件特征分析453

14.1.1特征概念453

14.1.2飞机整体结构件数控加工的工艺分析454

14.2飞机整体结构件制造特征的归纳和表达456

14.2.1特征归纳原则456

14.2.2特征的表达458

14.3特征信息模型及信息集成461

14.3.1特征的描述方法461

14.3.2零件的特征信息模型461

14.3.3特征信息在集成系统中的应用463

14.4特征定义方法464

14.5特征与工艺决策465

14.5.1工艺知识处理465

14.5.2工艺决策467

14.6特征加工的刀位自动计算468

14.7CAD/CAPP/CAM系统的应用效果与前景470

思考题471

参考文献471

第十五章 飞机钣金零件成形方法472

15.1飞机钣金零件分类472

15.1.1分类原则及方法472

15.1.2飞机钣金零件分类图472

15.2传统的钣金零件成形方法475

15.2.1压延475

15.2.2局部成形477

15.2.3翻边477

15.2.4弯曲478

15.2.5拉形478

15.2.6胀形479

15.2.7旋压与旋薄480

15.3钣金成形的计算机模拟481

15.3.1钣金成形模拟的发展481

15.3.2模拟的意义482

15.3.3模拟的主要方法和模拟软件系统的基本结构482

15.3.4现有的分析模拟软件系统484

15.3.5钣金成形过程计算机仿真技术路线486

15.3.6网格重划技术488

15.3.7钣金成形数值模拟的发展趋势489

15.4模具的计算机辅助设计与制造490

15.4.1模具CAD/CAM系统的配置、功能和效果490

15.4.2典型模具CAD/CAM490

15.5钣金成形中的毛料展开495

15.5.1钣金件毛料展开概述495

15.5.2任意曲面的展开495

15.5.3旋转面的毛料展开496

15.5.4展开毛料外轮廓的确定496

思考题497

参考文献497

第十六章 飞机结构胶接技术498

16.1胶接技术的发展与应用498

16.1.1胶接技术发展简史498

16.1.2胶粘剂的应用498

16.1.3胶接技术的特点499

16.2胶接机理500

16.2.1胶接接头的结构组织500

16.2.2胶接理论501

16.3胶接接头的设计502

16.3.1胶接接头的受力分析502

16.3.2胶接接头的结构形式502

16.3.3胶粘剂的选择506

16.3.4被粘物的表面处理506

16.4胶接工艺过程508

16.4.1预装配509

16.4.2处理被粘物表面509

16.4.3涂胶509

16.4.4装配510

16.4.5固化510

16.4.6常用胶接工艺方案510

16.5胶接设备513

16.6胶接工艺装备及协调线路515

16.6.1胶接工艺装备特点515

16.6.2胶接工艺装备的技术要求515

16.6.3胶接工艺装备的类别和用途515

16.6.4协调依据及容差分配517

16.7胶接质量检测和胶接性能测试518

16.7.1胶接质量检测518

16.7.2胶接性能测试518

16.8胶接铝蜂窝夹层结构520

16.8.1蜂窝夹层结构简介520

16.8.2蜂窝夹层结构的制造521

16.9特种胶接结构简介523

16.9.1铝合金胶接复合层板523

16.9.2纤维增强铝合金胶接层板524

16.9.3芳纶纸蜂窝芯材的结构524

16.9.4消音蜂窝壁板的制造525

思考题525

参考文献525

第十七章 数字测量技术及其应用526

17.1三坐标测量机系统526

17.1.1三坐标测量机的基本性能526

17.1.2三坐标测量机的机械系统531

17.1.3数控三坐标测量机CNC系统537

17.1.4三坐标测量机的软件系统537

17.1.5三坐标测量机的选用原则539

17.1.6测量实例540

17.2计算机辅助电子经纬仪CAT工业测量系统及其应用542

17.2.1 CAT系统的组成和特点542

17.2.2 CAT系统的建立546

17.2.3 CAT系统工作原理550

17.2.4对飞机装配型架设计的影响551

17.2.5型架制造552

17.2.6应用中发现的问题及其解决方法553

17.2.7 CAT系统使用中应注意的基本问题554

17.2.8 CAT系统的应用情况555

17.3数字测量技术及其应用的发展555

17.3.1数字测量技术的应用日益广泛556

17.3.2非接触式测量的三坐标测量机556

17.3.3基于激光测量的逆向工程557

17.3.4注重测量软件的发展557

思考题558

参考文献558

第十八章 飞机制造业中的质量保证体系559

18.1概论559

18.1.1质量管理发展概况559

18.1.2几个基本质量概念560

18.1.3质量管理和质量保证的标准化563

18.1.4制造过程质量控制的主要统计技术564

18.2飞机质量工程的几个重要环节570

18.2.1制造过程570

18.2.2特种工艺控制570

18.2.3工量具、设备的校准和控制570

18.2.4工艺装备管理和控制571

18.2.5不合格品审理控制系统572

18.2.6印章与合格证控制573

18.2.7架次记录控制573

18.3质量体系574

18.3.1基本质量体系575

18.3.2先进质量体系575

18.3.3先进质量概念575

18.3.4先进质量体系的实施过程579

18.3.5先进质量体系的主要环节579

18.3.6关键特性——先进质量的第一步588

18.3.7关键特性的符号表示方法588

18.3.8风险分析590

18.3.9关键特性实例593

18.3.10先进质量体系的管理机构和实施步骤597

思考题598

参考文献598