沈飞考试题-2021西安交通大学机自专业2021年沈飞生产实习考试题(以下各题每题12.5分,总分100分)1.飞机制造有什么特点?采取什么措施来保证产品质量?飞机制造(aircraft manufacturing)是按设计要求制造飞机的过程通常飞机制造仅指飞机机体零构件制造、部件装配和整机总装等飞机的其他部分,如航空发动机、仪表、机载设备、液压系统和附件等由专门工厂制造,不列入飞机制造范围但是它们作为成品在飞机上的安装和整个系统的联结、电缆和导管的敷设,以及各系统的功能调试都是总装的工作,是飞机制造的一个组成部分飞机机体制造要经过工艺准备、工艺装备的制造、毛坯的制备、零件的加工、飞机制造装配和检测诸过程飞机制造中采用不同于一般机械制造的协调技术(如模线样板工作法)和大量的工艺装备(如各种工夹具、模胎和型架等),以保证所制造的飞机具有准确的外形工艺准备工作即包括制造中的协调方法和协调路线的确定(见协调技术),工艺装备的设计等飞机生产的批量小,生产中还要经常修改,所以飞机钣金零件(蒙皮、翼肋、框等)的制造力求用简单的模具广泛应用橡皮成形、蒙皮拉形、拉弯等钣金成形技术,尽量采用塑料制造成形模具。
现代飞机尺寸增大,蒙皮厚度增加,以及成形性能较差的钛合金、铍合金、不锈钢板材的应用,对钣金成形技术提出更高的要求不断使用各种大尺寸、大功率的型材拉弯机、蒙皮拉型机、强力旋压机和压力超过100兆帕(约1000公斤力/厘米2)的橡皮成形压床同时一些新的加工方法,如超塑性成形、加热成形、真空蠕变成形、半模或无模成形技术不断涌现现代飞机上广泛应用的大型整体结构件,如机翼整体壁板、翼梁、加强框等,它们形状复杂、切削加工量大、自身刚度差,需要在工作台面很大(有的长达数十米)的、带有多个高速铣削头的现代数控铣床上加工整体壁板的加工还需带真空吸盘的大面积工作台(见整体壁板制造)加工立体形状复杂的大型框架,如座舱风挡骨架、舱门、窗框等,还需要采用多坐标联动的数控铣床或立体靠模铣床(见数控加工)此外,为加工切削性能不好的材料和形状复杂的零件,还广泛采用电加工、化学铣切等特种加工工艺复合材料在飞机结构上的应用日益增多,现已成功地用于制造舱门、舵面、垂直尾翼和直升机的旋翼复合材料构件由高强度纤维与树脂复合,在模具中加温、加压制成所用设备是自动铺带机、预浸带和预浸布成形机等复合材料构件制造的关键问题是要控制构件的变形,要求细致研究铺层工艺、模压技术,并在加工中精确地控制温度和压力变化。
机体装配飞机制造中装配工作量占直接制造(即不包括生产准备、工艺装备制造)工作量的50%~70%,现代飞机的零件连接方法以铆钉连接为主,在重要接头处还应用螺栓连接这种连接方法简便可靠,但是钻孔、铆接多是手工操作,工作量很大应用自动压铆机可以提高铆接生产率,改进铆接质量,同时也可改善装配工人的劳动条件为了增加使用成组压铆的比例,要在构造上将飞机各部件分解成许多壁板件焊接也是飞机制造中常用的连接工艺(见焊接技术)熔焊用于起落架、发动机架等钢制件的连接接触点焊和滚焊用于不锈钢和铝合金钣金件的连接金属胶接用于制造蜂窝结构胶接制件表面光滑,疲劳特性好,但对于胶接面的准备、加温、加压控制都有严格要求现代飞机制造中还广泛采用电子束焊、钛合金扩散连接、胶铆、胶接、螺接、胶接点焊等多种连接工艺飞机制造的机械化和自动化程度比较低,特别是飞机部件装配和总装工作,手工劳动是主要工作方式加之飞机制造中要使用大量的成形模胎、模具、装配型架和供协调用的标准工艺装备(样板、标准样件等),使得生产准备工作十分繁重,飞机生产的周期比较长应用计算机辅助设计和制造技术可以提高飞机生产的自动化程度,大量压缩生产准备工作量和缩短飞机生产的周期。
为了加快我国飞机研制的速度,需要有与数字化技术相适应的新的产品质量控制模式,这样才能显著提高飞机制造的质量波音公司的数字化设计制造技术使波音777和JSF的设计更改和返工减少了一半以上,装配时出现的问题减少了50%一80%,其中的重要原因就是采用了先进的质量控制方法—关键特性及统计过程控制法如6s质量管理和IS9000质量认证.2.请以图形和文字相结合的方式说明飞机由哪几部分组成?各部分又分别由哪些类型的零部件组成?机身、机翼、安定面、飞行操纵面和起落架固定机翼飞机的机体由机身、机翼、安定面、飞行操纵面和起落架五个主要部件组成机体各部件由多种材料组成,并通过铆钉、螺栓、螺钉、焊接或胶接而联接起来飞机各部件由不同构件构成飞机各构件用来传递载荷或承受应力单个构件可承受组合应力对某些结构,强度是主要的要求;而另一些结构,其要求则完全不同例如,整流罩只承受飞机飞行过程中的局部空气动力,而不作为主要结构受力件3.机械加工中常用的刀具有哪些?分别说明这些刀具的用途(至少四种刀具)?车刀:车刀按用途可分为外圆、台肩、端面、切槽、切断、螺纹和成形车刀等刨刀根据用途可分为纵切、横切、切槽、切断和成形刨刀等。
合就是内孔加工,扩孔,仿形等有一个或两个切削部分、专门用于对已有的孔进行粗加工、半精加工或精加工的刀具镗刀可在镗床、车床或铣床上使用钻头:是用以在实体材料上钻削出通孔或盲孔,并能对已有的孔扩孔的刀具常用的钻头主要有麻花钻、扁钻、中心钻、深孔钻和套料钻扩孔钻和锪钻虽不能在实体材料上钻孔,但习惯上也将它们归入钻头一类拉刀:拉削刀具是非常复杂的组件,由一个单件制造而成材料主要是高速钢,硬质合金作为刀具材料仅用于灰铸铁的机械加工拉削用拉刀作为刀具的切削加工当拉刀相对工件作直线移动时,工件的加工余量由拉刀上逐齿递增尺寸的刀齿依次切除(图1)通常,一次工作行程即能加工成形,是一种高效率的精加工方法但因拉刀结构复杂,制造成本高,且有一定的专用性,因此拉削主要用于成批大量生产按加工表面特征不同,拉削分为内拉削和外拉削拉削①内拉削:用来加工各种截面形状的通孔和孔内通槽(图2),如圆孔、方孔、多边形孔、花键孔、键槽孔、内齿轮等拉削前要有已加工孔,让拉刀能从中插入拉削的孔径范围为8~125毫米,孔深不超过孔径的5倍特殊情况下,孔径范围可小到3毫米,大到400毫米,孔深可达10米拉削②外拉削:用来加工非封闭形表面(图3),如平面、成形面、沟槽、榫槽、叶片榫头和外齿轮等,特别适合于在大量生产中加工比较大的平面和复合型面,如汽车和拖拉机的气缸体、轴承座和连杆等。
拉削型面的尺寸精度可达IT8~5,表面粗糙度为 Ra2.5~0.04微米,拉削齿轮精度可达6~8级(JB179-83)拉削时,从工件上切除加工余量的顺序和方式有成形式、渐成式、轮切式和综合轮切式等①成形式加工精度高,表面粗糙度较小,但效率较低;拉刀长度较长,主要用于加工中小尺寸的圆孔和精度要求高的成形面②渐成式适用于粗拉削复杂的加工表面,如方孔、多边形孔和花键孔等,这种方式采用的拉刀制造较易,但加工表面质量较差③轮切式切削效率高,可减小拉刀长度,但加工表面质量差,主要用于加工尺寸较大、加工余量较多、精度要求较低的圆孔④综合轮切式是用轮切法进行粗拉削,用成形法进行精拉削,兼有两者的优点,广泛用于圆孔拉削4.什么是工艺路线?工艺路线在生产中的作用是什么?工艺路线用来表示企业产品的在企业的一个加工路线(加工顺序)和在各个工序中的标准工时定额情况是一种计划管理文件不是企业的工艺文件,不能单纯的使用工艺部门的工艺卡来代替工艺卡主要是用来指定工人在加工过程中的各种操作要求和工艺要求,而工艺路线则强调加工的顺序和工时定额情况,主要用来进行工序排产和车间成本统计工艺路线是生产过程的一个基本部分它指定了从原材料到成品生产每步所需的每个工序的顺序。
工艺路线包含有执行每个工步的工作中心的信息,以及关于生产所需要的工具和资源(生产资源/工具)的信息工艺路线也包括每个工序执行的计划时间(标准值)这个标准值是提前期计划、生产成本和能力计划的基础就象物料主记录、物料单和工作中心,工艺路线被认为是主数据它们不参照订单而创建下列的工艺路线对象是工艺路线中的最重要的元素:a工序b物料组件c生产资源/工具d检验特性5.请说明民用飞机和军用飞机在结构上有哪些不同? 民用飞行强调稳定,尤其是巡航的时候军用飞机强调机动性,快速起降能力军用机有很多种类,主要分为歼击机,轰炸机,运输机,预警机,侦察机民航飞机在结构上与运输机预警机相似波音737就被改装成为预警机空客340则可以用做空中加油机运输机则民用军用都可以现代民航客机都使用的是涡轮风扇发动机以及涡轮螺旋桨发动机,而歼击机用的就是涡轮喷汽发动机机翼的构造大型民航机的机翼上下表面是不一样的形状,下平上弯,使得民航机不能够做大角度的翻滚,否则会升力不足而歼击机可以长时间的保持倒飞状态机身表面的蒙皮根据实际需要所采用的材料也不一样歼击机需要做很多机动动作,所以采用的也是能够更抗过载的材料某些轰炸机,歼击机因为特殊需要比如隐形,就需要特殊的机身造型,如B2 F117。
6.请说明加工中心和普通机床之间的不同?在外形上看,数控加工中心比普通机床多了一个刀库,在功能上来说,加工中心比普通机床多了自动换刀和主轴定向的功能,而且可以数控编程,在电气控制和PLC中差别也比较大,在功能上,数控加工中心比较适应于流水线的产品加工,而普通机床只能适应一些简单的加工,加工复杂零件时,数控加工中心比普通机床由于装夹次数少,精度更高7.请说出复合材料不同于金属材料的特性, 并举例说明复合材料在飞机上的应用?先进复合材料昀普遍采用的纤维是碳、石墨、芳纶和硼, 其中碳纤维是用如人造丝,聚丙烯睛或石油沥青,这类有机物热解制作的通常,当这类纤维弹性模量增大时,抗拉强度却会减小在这类纤维中,碳纤维是先进加强件上昀通用的纤维材料,而且被飞机和航天飞机昀广泛的应用着,尤其作为预浸单向带或织布产品很适用为粘接纤维加强件而采用的先进复合材料基本材料和增强纤维种类一样繁多,树脂、塑料、金属、基本陶瓷材料都可用作基本材料,现在,环氧树脂是用于飞行器结构和航天领域的基本热固性复合材料基体对于全部热固性材料来说, 就是通过时间、温度和压力使其变化而变成按预期载荷方向排列增强纤维达到密实低空隙的结构。
复合材料与铝合金的特性比较,以及热固性复合材料、热塑性复合材料和金属的相对优点如表3 所示复合材料与金属对比复合材料从性能看,在减重、抗腐蚀、抗疲劳和受力纤维各项异性方面都具有金属材料不可比拟的优越性,但是也有其缺点:应力和疲劳计算复杂、难以检验、抗冲击性能差等等因素制约其应用范围,把握了这些因素,在飞机设计选材时就能做出昀佳的选择近几年,国外对低成本、高性能复合材料结构在大型飞机上的工程应用进行了广泛深入研究,取得了大量有工程应用价值的研究成果,具体体现在新设计飞机主要承力部件大量应用先进复合材料结构,如A380复合材料.机翼、A400M复材翼面与机身、波音787复合材料机翼等复材结构在A380上的应用A380飞机已经交付数家用户,其优良性能和舒适性被广为称道复材用于该机的部件有.翼盒结构,尾翼结构,襟翼、副翼结构,扰流板结构,机身上壁板、机身地板梁(跨度6m)、机身后体球框(6.2m5.5m,树脂膜溶塑成型工艺RFI)、整流罩结构等8.请说明现代飞机从设计到定型批量生产的过程是什么?●概念设计:提出飞机的用途、性能指标等,比如多少座,装载多少重量,单发还是双发,运输还是作战等等●初步设计:确定飞机的启动布局,三翼面啊,翼型啊,起落架形式位置,发动机位置,进气口位置等啊,一般是先确定几种形式。
●吹风实验:根据初步设计进行风洞实验,看看启动性能怎么样,确定选择一种设计●具体设计:这时就是具体的设计了,各种结构,机构●原型机:一般是3-5架原型机,进行首飞,静力破坏等实验,验证飞机的飞行性能,并改进●定型批量生产。