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1、沈飛考試題-2021 西安交通大學機自專業(yè)2021年沈飛生產實 習考試題 (以下各題每題12.5分,總分100分) 1.飛機制造有什么特點？采取什么措施來保證產品質量？ 飛機制造(aircraft manufacturing)是按設計要求制造飛機的過程。通常飛機制造僅指飛機機體零構件制造、部件裝配和整機總裝等。飛機的其他部分，如航空發(fā)動機、儀表、機載設備、液壓系統(tǒng)和附件等由專門工廠制造，不列入飛機制造范圍。但是它們作為成品在飛機上的安裝和整個系統(tǒng)的聯(lián)結、電纜和導管的敷設，以及各系統(tǒng)的功能調試都是總裝的工作，是飛機制造的一個組成部分。 飛機機體制造要經過工藝準備、工藝裝備的制造、毛坯

2、的制備、零件的加工、飛機制造 裝配和檢測諸過程。飛機制造中采用不同于一般機械制造的協(xié)調技術(如模線樣板工作法)和大量的工藝裝備(如各種工夾具、模胎和型架等),以保證所制造的飛機具有準確的外形。工藝準備工作即包括制造中的協(xié)調方法和協(xié)調路線的確定（見協(xié)調技術），工藝裝備的設計等。 飛機生產的批量小，生產中還要經常修改，所以飛機鈑金零件(蒙皮、翼肋、框等)的制造力求用簡單的模具。廣泛應用橡皮成形、蒙皮拉形、拉彎等鈑金成形技術，盡量采用塑料制造成形模具。現(xiàn)代飛機尺寸增大，蒙皮厚度增加，以及成形性能較差的鈦合金、鈹合金、不銹鋼板材的應用，對鈑金成形技術提出更高的要求。不斷使用各種大尺寸、大功率的型材

3、拉彎機、蒙皮拉型機、強力旋壓機和壓力超過100兆帕(約1000公斤力/厘米2)的橡皮成形壓床。同時一些新的加工方法，如超塑性成形、加熱成形、真空蠕變成形、半?；驘o模成形技術不斷涌現(xiàn)。 現(xiàn)代飛機上廣泛應用的大型整體結構件，如機翼整體壁板、翼梁、加強框等，它們形狀復雜、切削加工量大、自身剛度差，需要在工作臺面很大（有的長達數(shù)十米）的、帶有多個高速銑削頭的現(xiàn)代數(shù)控銑床上加工。整體壁板的加工還需帶真空吸盤的大面積工作臺（見整體壁板制造）。加工立體形狀復雜的大型框架，如座艙風擋骨架、艙門、窗框等，還需要采用多坐標聯(lián)動的數(shù)控銑床或立體靠模銑床（見數(shù)控加工）。此外，為加工切削性能不好的材料和形狀復雜的零件

4、，還廣泛采用電加工、化學銑切等特種加工工藝。 復合材料在飛機結構上的應用日益增多，現(xiàn)已成功地用于制造艙門、舵面、垂直尾翼和直升機的旋翼。復合材料構件由高強度纖維與 樹脂復合，在模具中加溫、加壓制成。所用設備是自動鋪帶機、預浸帶和預浸布成形機等。復合材料構件制造的關鍵問題是要控制構件的變形，要求細致研究鋪層工藝、模壓技術，并在加工中精確地控制溫度和壓力變化。機體裝配 飛機制造中裝配工作量占直接制造（即不包括生產準備、工藝裝備制造）工作量的50％～70％，現(xiàn)代飛機的零件連接方法以鉚釘連接為主，在重要接頭處還應用螺栓連接。這種連接方法簡便可靠，但是鉆孔、鉚接多是手工操作，工作量很大。應用自動壓

5、鉚機可以提高鉚接生產率，改進鉚接質量，同時也可改善裝配工人的勞動條件。為了增加使用成組壓鉚的比例，要在構造上將飛機各部件分解成許多壁板件。 焊接 也是飛機制造中常用的連接工藝（見焊接技術）。熔焊用于起落架、發(fā)動機架等鋼制件的連接。接觸點焊和滾焊用于不銹鋼和鋁合金鈑金件的連接。金屬膠接用于制造蜂窩結構。膠接制件表面光滑，疲勞特性好，但對于膠接面的準備、加溫、加壓控制都有嚴格要求。現(xiàn)代飛機制造中還廣泛采用電子束焊、鈦合金擴散連接、膠鉚、膠接、螺接、膠接點焊等多種連接工藝。 飛機制造的機械化和自動化程度比較低，特別是飛機部件裝配和總裝工作，手工勞動是主要工作方式。加之飛機制造中要使用大量的成形

6、模胎、模具、裝配型架和供協(xié)調用的標準工藝裝備（樣板、標準樣件等），使得生產準備工作十分繁重，飛機生產的周期比較長。應用計算機輔助設計和制造技術可以提高飛機生產的自動化程度，大量壓縮生產準備工作量和縮短飛機生產的周期。 為了加快我國飛機研制的速度，需要有與數(shù)字化技術相適應的新的產品質量控制模式，這樣才能顯著提高飛機制造的質量。波音公司的數(shù)字化設計制造技術使波音777和JSF的設計更改和返工減少了一半以上，裝配時出現(xiàn)的問題減少了50%一80%，其中的重要原因就是采用了先進 的質量控制方法—關鍵特性及統(tǒng)計過程控制法。如6s質量管理和IS9000質量認證. 2.請以圖形和文字相結合的方式說明飛機

7、由哪幾部分組成？各部分又分別由哪些類型的零部件組成？ 機身、機翼、安定面、飛行操縱面和起落架 固定機翼飛機的機體由機身、機翼、安定面、飛行操縱面和起落架五個主要部件組成。 機體各部件由多種材料組成，并通過鉚釘、螺栓、螺釘、焊接或膠接而聯(lián)接起來。飛機各部件由不同構件構成。飛機各構件用來傳遞載荷或承受應力。單個構件可承受組合應力。 對某些結構，強度是主要的要求；而另一些結構，其要求則完全不同。例如，整流罩只承受飛機飛行過程中的局部空氣動力，而不作為主要結構受力件。 3.機械加工中常用的刀具有哪些？分別說明這些刀具的用途(至少四種刀具)？車刀:車刀按用途可分為外圓、臺肩、端面、切 槽、切

8、斷、螺紋和成形車刀等。 刨刀根據(jù)用途可分為縱切、橫切、切槽、切斷和成形刨刀等。 合就是 內孔加工，擴孔，仿形等。有一個或兩個切削部分、專門用于對已有的孔進行粗加工、半精加工或精加工的刀具。鏜刀可在鏜床、車床或銑床上使用。 鉆頭：是用以在實體材料上鉆削出通孔或盲孔，并能對已有的孔擴孔的刀具。常用的鉆頭主要有麻花鉆、扁鉆、中心鉆、深孔鉆和套料鉆。擴孔鉆和锪鉆雖不能在實體材料上鉆孔，但習慣上也將它們歸入鉆頭一類。 拉刀：拉削刀具是非常復雜的組件，由一個單件制造而成。材料主要是高速鋼，硬質 合金作為刀具材料僅用于灰鑄鐵的機械加工。 拉削 用拉刀作為刀具的切削加工。當拉刀相對工件作直

9、線移 動時，工件的加工余量由拉刀上逐齒遞增尺寸的刀齒依 次切除（圖1）。通常，一次工作行程即能加工成形，是 一種高效率的精加工方法。但因拉刀結構復雜，制造成 本高，且有一定的專用性，因此拉削主要用于成批大量生產。按加工表面特征不同，拉削分為內拉削和外拉削。 拉削 ①內拉削：用來加工各種截面形狀的通孔和孔內通槽（圖2）， 如圓孔、方孔、多邊形孔、花鍵孔、鍵槽孔、內齒輪等。拉削前 要有已加工孔，讓拉刀能從中插入。拉削的孔徑范圍為8～125 毫米，孔深不超過孔徑的5倍。特殊情況下，孔徑范圍可小到3 毫米，大到400毫米，孔深可達10米。 拉削 ②外拉削:用來加工非封閉形表面（

10、圖3），如平面、成形面、 溝槽、榫槽、葉片榫頭和外齒輪等,特別適合于在大量生產中加 工比較大的平面和復合型面，如汽車和拖拉機的氣缸體、軸承座和連桿等。拉削型面的尺寸精度可達IT8～5，表面粗糙度為 Ra2.5～0.04微米，拉削齒輪精度可達6～8級（JB179-83）。 拉削時，從工件上切除加工余量的順序和方式有成形式、漸成式、輪切式和綜合輪切式等。①成形式。加工精度高，表面粗糙度較小，但效率較低；拉刀長度較長，主要用于加工中小尺寸的圓孔和精度要求高的成形面。②漸成式適用于粗拉削復雜的加工表面，如方孔、多邊形孔和花鍵孔等,這種方式采用的拉刀制造較易,但加工表面質量較差。③輪切式切削效率高

11、，可減小拉刀長度，但加工表面質量差，主要用于加工尺寸較大、加工余量較多、精度要求較低的圓孔。④綜合輪切式是用輪切法進行粗拉削,用成形法進行精拉削,兼有兩者的優(yōu)點，廣泛用于圓孔拉削。 4.什么是工藝路線？工藝路線在生產中的作用是什么? 工藝路線用來表示企業(yè)產品的在企業(yè)的一個加工路線（加工順序）和在各個工序中的標準工時定額情況。是一種計劃管理文件不是企業(yè)的工藝文件，不能單純的使用工藝部門的工藝卡來代替。工藝卡主要是用來指定工人在加工過程中的各種操作要求和工藝要求，而工藝路線則強調加工的順序和工時定額情況，主要用來進行工序排產和車間成本統(tǒng)計。 工藝路線是生產過程的一個基本部分。它指定了從原材料

12、到成品生產每步所需的每個工序的順序。工藝路線包含有執(zhí)行每個工步的工作中心的信息，以及關于生產所需要的工具和資源（生產資源/工具）的信息。工藝路線也包括每個工序執(zhí)行的計劃時間（標準值）。這個標準值是提前期計劃、生產成本和能力計劃的基礎。就象物料主記錄、物料單和工作中心，工藝路線被認為是主數(shù)據(jù)。它們不參照訂單而創(chuàng)建。 下列的工藝路線對象是工藝路線中的最重要的元素： a工序 b物料組件 c生產資源/工具 d檢驗特性 5.請說明民用飛機和軍用飛機在結構上有哪些不同? 民用飛行強調穩(wěn)定，尤其是巡航的時候。 軍用飛機強調機動性，快速起降能力。 軍用機有很多種類，主要分為殲擊機，轟炸機，運輸

13、機，預警機，偵察機。 民航飛機在結構上與運輸機預警機相似。波音737就被改裝成為預警機。空客340則可以用做空中加油機。運輸機則民用軍用都可以。 現(xiàn)代民航客機都使用的是渦輪風扇發(fā)動機以及渦輪螺旋槳發(fā)動機，而殲擊機用的就是渦輪噴汽發(fā)動機。 機翼的構造大型民航機的機翼上下表面是不一樣的形狀，下平上彎，使得民航機不能夠做大角度的翻滾，否則會升力不足。而殲擊機可以長時間的保持倒飛狀態(tài)。 機身表面的蒙皮根據(jù)實際需要所采用的材料也不一樣。殲擊機需要做很多機動動作，所以采用的也是能夠更抗過載的材料。 某些轟炸機，殲擊機因為特殊需要比如隱形，就需要特殊的機身造型，如B2 F117。 6.請說明加工

14、中心和普通機床之間的不同？ 在外形上看，數(shù)控加工中心比普通機床多了一個刀庫，在功能上來說，加工中心比普通機床多了自動換刀和主軸定向的功能，而且可以數(shù)控編程，在電氣控制和PLC中差別也比較大，在功能上，數(shù)控加工中心比較適應于流水線的產品加工，而普通機床只能適應一些簡單的加工,加工復雜零件時,數(shù)控加工中心比普通機床由于裝夾次數(shù)少,精度更高。 7.請說出復合材料不同于金屬材料的特性, 并舉例說明復合材料在飛機上的應用? 先進復合材料昀普遍采用的纖維是碳、石墨、芳綸和硼, 其中碳纖維是用如人造絲,聚丙烯睛或石油瀝青,這類有機物熱解制作的。通常,當這類纖維彈性模量增大時,抗拉強度卻會減小。在這類纖

15、維中,碳纖維是先進加強件上昀通用的纖維材料,而且被飛機和航天飛機昀廣泛的應用著,尤其作為預浸單向帶或織布產品很適用。為粘接纖維加強件而采用的先進復合材料基本材料和增強纖維種類一樣繁多,樹脂、塑料、金屬、基本陶瓷材料都可用作基本材料,現(xiàn)在,環(huán)氧樹脂是用于飛行器結構和航天領域的基本熱固性復合材料基體。對于全部熱固性材料來說, 就是通過時間、溫度和壓力使其變化而變成按預期載荷方向排列增強纖維達到密實低空隙的結構。 復合材料與鋁合金的特性比較,以及熱固性復合材料、熱塑性復合材料和金屬的相對優(yōu)點如表3 所示。 復合材料與金屬對比 復合材料從性能看,在減重、抗腐蝕、抗疲勞和受力纖維各項異性方面都具有

16、金屬材料不可比擬的優(yōu)越性,但是也有其缺點:應力和疲勞計算復雜、難以檢驗、抗沖擊性能差等等因素制約其應用范圍,把握了這些因素,在飛機設計選材時就能做出昀佳的選擇。 近幾年，國外對低成本、高性能復合材料結構在大型飛機上的工程應用進行了廣泛深入研究，取得了大量有工程應用價值的研究成果，具體體現(xiàn)在新設計飛機主要承力部件大量應用先進復合材料結構，如A380復合材料.機翼、A400M復材翼面與機身、波音787復合材料機翼等。 復材結構在A380上的應用 A380飛機已經交付數(shù)家用戶，其優(yōu)良性能和舒適性被廣為稱道。復材用于該機的部件有.翼盒結構，尾翼結構，襟翼、副翼結構，擾流板結構， 機身上壁板、機

17、身地板梁（跨度6m）、機身后體球框（6.2m5.5m，樹脂膜溶塑成型工藝RFI）、整流罩結構等。 8.請說明現(xiàn)代飛機從設計到定型批量生產的過程是什么? ●概念設計：提出飛機的用途、性能指標等，比如多少座，裝載多少重量， 單發(fā)還是雙發(fā)，運輸還是作戰(zhàn)等等。 ●初步設計：確定飛機的啟動布局，三翼面啊，翼型啊，起落架形式位置， 發(fā)動機位置，進氣口位置等啊，一般是先確定幾種形式。 ●吹風實驗：根據(jù)初步設計進行風洞實驗，看看啟動性能怎么樣，確定選 擇一種設計 ●具體設計：這時就是具體的設計了，各種結構，機構 ●原型機：一般是3-5架原型機，進行首飛，靜力破壞等實驗，驗證飛機 的飛行性能，并改進 ●定型批量生產