摘 要：近年来，随着航空事业的不断创新与发展，很大程度上对我国国民综合实力的增强有着不可忽视的重要影响。但与此同时暴露出来的问题也越来越多，尤其是针对航空发动机在装配技术上存在的缺陷则需要相关部门及工作人员引起足够的重视，从而逐渐改善传统装配技术在装配过程中存在的不足，进而提高质量。下面文章则针对装配技术利用数字化技术所取得的发展及成就进行简要分析，并就其存在的问题深入探讨，从而从根本上改善我国航空发动机在装配技术等方面存在的问题，真正意义上推动我国航天事业的可持续快速发展。
关键词：航空发动机；数字化装配；工艺；技术
中图分类号：V263.3 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）35-0158-02
Abstract： In recent years， with the continuous innovation and development of the aviation industry， the enhancement of our national comprehensive strength， to a large extent， has an important impact that can not be ignored. But at the same， more and more problems are exposed， especially technology defects of aeroengine assembly need relevant departments and staff"s enough attention， so as to gradually improve the shortcomings of traditional assembly technology in the assembly process as well as the quality. The following paper briefly analyzes the development and achievement of assembly technology using digital technology， and deeply discusses the existing problems， so as to fundamentally improve the problems existing in the assembly technology of aeroengine in our country. In a real sense， this promote the sustainable and rapid development of China"s aerospace industry.
Keywords： aeroengine； digital assembly； process； technology
航空发动机的使用在航空机械制造中有着至关重要的作用。尤其是现阶段随着航空事业的发展对其各项参数的稳定运行都提出了更高的要求，在航空发动机运行过程中如何将有效的信息参数运用其中并提高其运行效率及相关工艺的可靠性也是发动机亟待面临的解决重要问题。从某种意义上来讲，航空发动机在现阶段发展中，受人为因素影响较大。在装配方面传统的人工装配技术已经很难满足现阶段数字化发展的需要，所以要求相关部门及人员必须针对这一问题引起足够的重视。未来航空发动机技术将与数字化信息技术相结合，不断创新和发展方能长久持续的推动航空事业的发展。
1 传统发动机装配技术存在的主要问题
从某种意义上来讲，传统发动机装配技术主要存在以下四个方面的问题：第一，装配多为采取人工方式进行完成作业，这在很大程度上则增加了错误装配的概率，极易出现漏装或是错装的现象，进而影响发动机的正常使用；第二，精准度不高。因多数装配工艺都是由人工而完成，这就会增加装配过程中的人为误差率，导致精准度不高，甚至较大的误差则会影响发动机的正常运作，严重时还将损害相关机械设备；第三，因装配人员在一定程度上其专业程度及工艺技巧熟练程度都存在着较大的差距，这就导致装配中会出现极大的工作差异，也会出现相同型号的装配由于装配人员的不同而出现各种质量问题，最终影响发动机的正常使用；第四，精密仪器损坏率高。在进行发动机装配时，不仅对精密仪器有着加高的要求，此外对操作人員的装配标准也是有着较高的要求。从精密仪器的使用以及装配的工艺流程上都要求相关操作人员必须熟练掌握相关技巧，绝对不能以次充好，影响发动机的性能。
2 数字化装配的关键技术
2.1 虚拟装配技术
虚拟装配作为虚拟制造的重要组成，在整个操作过程中，可以通过对虚拟结果的监测内容对装配过程中可能出现的问题进行及时调整和修改。可视化最大的优势则是可以通过模拟的方式来完成对整个装配工艺的监测。其中主要体现在数值计算、装配工艺规划、工作面布局、装配操作模拟等方面。现在产品的制造正在向着自动化、数字化的方向发展，虚拟装配是产品数字化定义中的一个重要环节，利用虚拟装配技术，可以实现装配过程的动态仿真，生成装配工艺规划，在装配过程仿真的基础上，建立优化的车间布局。
2.1.1 虚拟装配系统结构建立
虚拟装配系统是一个基于通用虚拟现实的用于指导产品设计及实际装配过程的软硬件集成的系统。虚拟装配环境中利用CAD系统的零件的几何模型、零件的物理特征信息、零件的公差信息输人到虚拟装配系统，生成虚拟装配系统需要的虚拟零件模型及虚拟工具模型。用户利用虚拟外设在虚拟环境中生成虚拟手及视点等实现视点跟踪、手势识别及声音识别等功能，直接与虚拟装配系统进行交互，完成虚拟装配的操作。虚拟现实算法包括各种坐标变化及碰撞检验算法，多细节层次模型自动生产算法等。仿真结果输出包括产品装配模型、零件装配轨迹、干涉检查报告、装配过程动画和零件装配顺序文件。装配过程动画可以用来对装配工人进行培训。
2.1.2 装配模型建模技术
对产品的三维数字化设计模型进行二次轻量化处理，对装配体静态结构用装配结构的聚合关系和约束依赖关系，将工装、工具等作为零件处理，制定对应规则，通过时序关系的构造来反映交互的过程，由此表达整体装配体模型。这种基于时序的装配体模型特点是继承了经典装配体模型的优点，通过将装配关系进行分离和时序化，为交互过程的表达带来方便。
2.1.3 装配过程仿真技术
从某种意义上来讲，仿真技术主要涉及两方面的内容：一是可装配性分析；二是装配精度分析。在仿真技术的初级阶段多半采取第一种技术来完成对装配过程中可能出现的问题进行诊断，从而验证装配设计是否符合其操作规定，进而针对问题第一时间做出合理判断加以解决。而在仿真初级阶段过后，随着装配工艺的不断加深，则对其产品零部件的装配工艺各零部件之间的可行性都有了新的要求和标准，这就需要对装配精度进行分析，做出合理判断。
2.2 装配工艺过程数字化柔性设计
2.2.1 实体建模技术
从理论上来讲，实体建模技术对其装配尺寸要求较为严格，所以要想实现实体建模技术，则必须对装配尺寸做到精确了解。基于主模型对尺寸的要求来进行快速建模，这也是实体建模技术与其他技术的不同之处，一定程度上依据尺寸完成的建模要求大大提高了装配的质量，减少了误差。
2.2.2 工艺过程设计技术
航空发动机在装配前必须对其装配工艺特点进行研究分析，要了解不同发动机型号装配的特点及技巧。在进行装配前，设计人员要设计出合理的装配方式，这样不仅一定程度上可以减少对零部件的浪费，还能大大提高装配效率，节约资源，最终实现装配技术的自动生产模式。以发动机产品三维模型设计为基础，建立工艺件、设备、工装、测具、量具等工艺资源库，形成了数字化工艺设计与管理的工作模式；按照装配单元、装配基准和定位方法确定装配协调方法、装配流程，建立装配过程仿真环境，提供装拆路径及其形成轨迹、防碰路径自动探测功能，进行装配工艺的可行性分析研究。
2.2.3 基于形位公差的装配容差分析技术
此方法主要借助于合理的计算方式来完成相关技术的模型分析。主要是从零部件与容器差异上进行数据分析，针对不同零部件的特点进行合理容器的选择，而不是单纯的考虑容器的实用型，而是要突出容易的实效性。在容器选择上针对不同需求选择不同的容器进行装配是极为重要的。
2.3 装配工艺可视化技术
在现阶段装配工艺中，装配人员多数是按照装配工艺卡上面的指示及要求进行装配，一定程度上虽说简化了装配工艺流程，其工作人员看图进行装配操作也相对简单，但固有的文字和简图并不能够完全实现装配过程的动态处理，这就会导致在装配过程中即便出现了问题，相关工作人员也难极易精准的判断出来。所以采取可视化的装配方式则大大解决了这样的问题，并且与此同时还能够将文字信息与二维、三维进行有效的结合，对其装配进行整个过程的动态监测，出现问题时也能够在第一时间解决。但此种方法并没有广泛应用于航空发动机装配中，还有待于继续研究和总结经验，以便日后为其更好地发展奠定基础。
3 装配制造数字化
装配制造从某种意义上来讲，是一项比较复杂的作业工程。在进行装配的过程中要对其工艺、工装、检查等作业一一熟悉，方能将新的技术合理化的融入其中，加强其研究进而提高装配工作的生产效率和控制能力。众所周知，航空发动机的装配是由特殊工序的特点决定，零部件繁杂、种类较多，且多数装配工艺是由人工作业和自动化半人工操作相互配合而完成。这就要求装配技术人员必须熟练掌握装配技巧，对整个过程的装配精度要求都是比较高的。尤其是在装配定位方面，传统的航空发动机多半采用刚性装配的方式进行定位或是划线的方式进行定位，从某种意义上来讲，这两种装配定位方式都只是适应于特定型号的发动机并不能适应所有发动机的装配定位。所以在进行定位时，必须依据实际装配定位的要求进行相关零部件的定制或是生产，前期需要注意的则是要对装配工艺有所了解，做到精益求精，方能减少成本的浪费，一定程度上也会缩短零部件的生产周期，提高航空发动机的精准度。不仅如此，随着各种新技术的层出不穷，数字化的装配技术方式将越来越被应用到航空发动机的装配技术中，进而增强发动机运行的稳定性。
4 结束语
从上文分析得知，航空发动机通过数字化装配技术的改进可以大大提高装配的生产效率，全面提升航空发动机的综合作用能力，这对于航空发动机而言是极为重要的。所以在未来的航空发动机发展及研制过程中，可以针对此项技术进行深入的研究和探讨。希望通过该文章的简短介绍可以为相关工作人员提供一定的参考意见，进而为发动机的设计及制造提供资料支持。不仅如此，建议其相关工作人员要不断加强创新能力，针对现阶段我国航空发动机的发展现状不断学习国外先进的科学技术和理论知识为实现航空发动机全面数字化的集成作业而积累经验，針对存在的问题第一时间进行研讨，提出可行性的解决方案，方能持续的推动我国航空发动机的发展。
参考文献：
[1]徐延锋.航空发动机装配数字化关键技术研究与实现[D].西安：西北工业大学，2006.
[2]薛文涛.数字化装配建模技术研究[D].南京：南京理工大学，2004.
[3]希瑟·鲍德温，文修.发动机零件维修技术及商务现状[J].航空工程与维修，2001（5）：48-50.
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