浅谈航空领域工艺装备品种简化工作

浅谈航空领域工艺装备品种简化工作

陈晓，张爽，宋岗

中航西安飞机工业集团股份有限公司 陕西省西安市  710089

【内容摘要】本文叙述了工艺装备品种简化的意义，阐述了在航空领域中工艺装备品种简化的目标和任务，提出了工艺装备品种简化的工作内容和工作方法。航空领域主要是指一切与天空有关的人类活动，比如飞行。而这些人类活动中也包含着与天空有关的组织活动，如飞机制造、飞机的发展与飞机的设计方面等，都属于航空领域的范畴。

关键词  工艺装备；品种简化

一、工艺装备的品种简化的意义

在飞机制造过程中，由于现代飞机的结构复杂、零件数量多、相互间有协调关系，在生产中为了工艺过程的实现，除了采用通用的机床、常用工具和试验设备外，对不同的机型，还需要设计、制造大量的专用工艺装备，用于飞机零件加工成形、装配安装、测量检查以及保证工装之间、零件之间，工装与零件之间的协调，从而满足飞机的设计要求。专用工艺装备不仅数量大，而且种类多，涉及专业范围广，这也是飞机制造业区别于其他机械制造业的显著特点。对于新机研制而言，设计、制造的工艺装备多达几万项，这些工艺装备设计、制造要占用很多人力和很长周期（一般约占飞机研制周期的1/3），要消耗大量资金。而当生产机型改变时，许多工艺装备基本上不能再用而需要重新设计制造。因此，工艺装备的设计、制造在航空装备制造中占有十分重要的地位。

开展工艺装备的品种简化，研究工艺装备标准化，是缩短飞机研制周期，提高生产效率，提高飞机产品质量的重要方法和手段。在航空制造业，工艺装备的设计、制造一直是影响飞机研制周期和质量的重要因素，在长期的生产实践中，航空制造企业在工装标准化方面取得了很大的成就，制定了大量的行业标准和企业标准用于指导、规范工艺装备的设计和制造，但随着大量的国外先进制造技术引进和管理思想对传统的制造方式产生了影响，国际竞争的加剧以及国防建设的需要，迫使企业必须进行技术改造和革新，采用新技术，提高工艺装备设计、制造水平，缩短研制周期，提高飞机质量，满足竞争和国防的需要。伴随着数字化技术在各个制造业的普遍涉入，以数字化信息模型传递的技术体系在航空领域中已得到不同程度应用，数字化技术在企业的成熟运用，正在逐步取代过去传统的工艺技术、管理方法，在生产制造的全过程进行了一次全方位的创新。

二、工艺装备品种简化的目标及任务

1. 工艺装备品种简化的目标

工艺装备品种简化的有效方法是开展工装标准化。由于工艺装备数量大，种类多，设计、制造周期长，对产品的制造质量与生产费用都有重要的影响。开展工艺装备标准化的目标，就是要压缩工艺装备的品种规格。采用外购和通用工具；采用组合化工艺装备；对工艺装备常用的通用零、组件进行储备；规范工艺装备的设计和制造等方法，从而减少工装研制工作量，缩短生产准备周期，保证工艺装备的质量，降低新产品试制和正式生产时的产品成本。

2. 工艺装备品种简化的任务

工艺装备标准化的任务是：制定工艺装备基础、技术、管理标准；建立和完善工艺装备标准体系。

做好工装标准化，可以起到如下作用：

a)有利于缩短生产的准备周期和降低成本；

b)有利于稳定和提高产品质量；

c)有利于实施工装的科学管理；

d)有利于实现工装的集中生产或专业化生产。

三、工艺装备品种简化的方法

1.开展工艺装备标准化的常见方法，主要有以下5个方面：

1）工艺装备品种规格标准化；

2）工艺装备零部件的标准化；

3）工艺装备结构的典型化；

4）工艺装备管理标准化；

5）工艺装备的“三化”（通用化、系列化、组合化）。

在工艺装备标准化中，对开展工艺装备品种简化的效果突出的方法主要是：工艺装备品种规格标准化、工装零部件的标准化、工艺装备的“三化”（即：通用化、系列化、组合化）。

2.工艺装备品种规格标准化

压缩工装的品种规格，是以最少量品种规格的工装，最大限度地满足产品生产的需要，同时，也可增加工装零组件的制造批量，提高生产效率，简化供应和管理。因此，合理地压缩工装品种规格是非常重要的。

国家、行业标准等上级标准，其品种规格较多，适应面较宽，而一般企业不可能全部选用，必须根据本企业产品类型和特点、产品的结构要素、被加工的材料、机床设备和生产批量等情况，合理地确定本企业的选用范围。

    3.工艺装备零部件的标准化

将大量品种繁多的工装零部件标准化是工装标准化的主要工作内容之一。专用工装零、组件标准化程度的高低，通用工装占飞机研制的工装总量的比例高低是衡量工装标准化水平高低的标志。

专用工装（型架、夹具、模具等）在设计、制造时应尽量选用标准件和通用的零、组件，采用典型结构，以保证工装质量、缩短制造周期，降低制造成本。

企业工装标准化人员负责制定工装设计、制造用各类工装企业标准和通用件手册，供有关人员选用。其内容包括型架装配夹具零、组件；夹具中定位件、夹紧件；模具的上、下模板、导柱、定位销等；胶合夹具定位压紧装置等标准。

4.工艺装备结构的典型化

为缩短工装设计周期，减少重复设计与制图，统一工装制造和工艺方法，减少二类工装（用于制造工装时所使用的工装），应开展工装结构的典型化工作。工装结构的典型化一般有以下几种形式：

a）“无图设计”

无图设计是指工装的主要结构已经实现标准化或典型化，设计专用工装时，只需设计与被加工零件有关的部分，其余部分采用标准和典型结构的一种设计方法。

b）“盲图设计”

盲图设计是指将带有空白尺寸线的工装总图和零件图预先印制好，设计专用工装时，只需填上所需要的尺寸就可以发图。

c）“典型结构设计”

典型结构设计是指将常用的，经过实际生产、使用考验的工装结构编制成工装典型结构。如：模具中的型胎，复合模典型结构；机床夹具中的钻模典型结构、螺旋夹紧典型结构和定位机构典型结构等。设计专用工装时可参照典型结构进行设计，不需重新考虑这些工装的结构。

5.工艺装备管理标准化

编制工装选用、储备目录。工装选用、储备目录是从标准中经过筛选，将企业常用的工装或工装通用零、组件的品种、规格编制成目录，作为本企业选用、储备的依据，供工装设计、工艺人员使用。

工装选用、储备目录按工装的类别编制；把同类标准按顺序编排；在同一类别中按规格大小，由小到大排列。目录中所列内容应是企业采用的现行标准。当标准变更时，应及时修订。如：工装通用零组件储备目录；冷冲模模架储备目录和刀、量具选用目录等。

6.工艺装备的三化

工装通用化。以互换性为前提，将各种功能相同、结构相似、尺寸相近的工装零组件，通过功能、构型、尺寸等方面的统一使互相独立的工装或零组件的软硬件达到互换的一种标准化形式。

工装系列化。对同一类型专用工装从结构、尺寸参数等方面进行统计、分析，按照系列参数、系列构型对同类工装或零组件的结构形式和参数规格进行科学规划的一种标准化形式。

工装组合化（工装模块化）。又称工装模块化，通过将通用化、系列化的工装零组件或构型拼装组合形成不同功能性能的新工装的一种标准化形式。

四、结束语

新形势下的工艺装备研制模式，通过对工装标准化的现状以及发展趋势进行研究，通过持续开展工装标准化研究，减少工装数量，压缩品种规格，降低研制成本，提高研制效率，为航空领域装备研制提供工程基础。