《飞机制造那些事》2.2世界杯上强队为什么容易被爆冷

《飞机制造那些事》2.2世界杯上强队为什么容易被爆冷

2.2世界杯上强队为什么容易被爆冷

——论互换和协调


大白老师:现在上课!这节课我们聊聊世界杯!

小明同学:哇!老师真是善解人意!世界杯看得我心塞!

大白老师:大家支持什么队?

小明同学:我支持德国!

小雷同学:我支持阿根廷!

小刚同学:我支持巴西!

小威同学:我支持西班牙!

小花同学:我支持中国!支持姚明……

其它同学指着小花:出去……!

大白老师:我知道你们为什么心塞了!尤其小明……

小明同学眼含泪花:老师~~~~

大白老师:有没有想过,为什么这些强队,球星云集,个人能力突出,为什么被爆冷?为什么赢得侥幸、平的艰难、输的没脾气?

小明同学:我觉得这些强队配合的不够默契,各球员特点没发挥充分。

小雷同学:唉!梅西~~~心慌慌!

小刚同学:哎!内马尔~~~心慌慌!

小红同学:还好我支持C罗~~~

大白老师:嗯,小明同学说的不错,足球是11个人的运动,就好像一架精密的飞机,11个人要能够配合的很好,才能保证整体的质量!其它一些运动,比如对于乒乓球,即使双打,也就是2个人的配合,由于之间配合关系非常简单(一人一板),所以协调起来简单,单打高手往往双打也不差!但是羽毛球双打,配合关系就复杂一些,二人协调不易,所以双打运动员往往专攻这一项,以便磨合出良好的协调关系!对于足球来说,11个人的磨合就更加不易了!


小明同学:老师说的太对了,就一点我持保留态度……

大白老师:哪一点?

小明同学:足球是11个人的运动?日韩世界杯,韩国可不知11个人在场,全世界的球迷看着都脸红……


小雷同学:小明说的太对了!就一点我持保留态度……

小明同学:哪一点?

小雷同学:全世界的球迷看着都脸红!?我们中国球迷还真不好意思脸红韩国,人家好歹连续9届进入世界杯,我们国足……

众同学:住口!小雷!你特么别提国足这么倒胃口的……


大白老师:大家开车别太远了……

小明同学:嗯,老师,我明白您为啥突然聊世界杯了,您在说飞机零件之间的配合关系!我还注意到您多次提到“协调”!记得前几次课您多次提到飞机的装配协调关系!您开车目的地还是幼儿园是吧,我以为要去红灯区了呢!


大白老师有点尴尬:呃,其实南航幼儿园挺不错的哈!艾伦院士就毕业在南航幼儿园……。嗯,对于一般的机械产品,装配配合关系一般比较简单,就像乒乓球双打一样,只需注意产品设计的可装配性就好。


小明同学接着说:飞机产品由于零件多、尺寸大、……,装配配合关系比较复杂,就像足球一样。

大白老师:是的,对于一般机械产品,我们只需要注意零件的加工精度,满足互换性要求,零件往装配位置一放,装配就好,就像乒乓球双打,个人技术比较好,只要技术相匹配(复合公差配合精度)就可以配合的比较好。但是飞机不同,即使零件加工精度较高,依然无法满足足够的互换性要求,强如梅西、内马尔,其实也没什么卵用。还是要互相配合协调!

小明同学:我明白了,相互配合需要时间磨合,而对于一些强队,球星要参加大量比赛,整支国家队磨合时间短,所以协调性不够,整体“质量”不好。


大白老师:对的!对于一般机械产品,零件满足互换性要求,单个零件制造和装配可以不考虑其它零件而并行进行,这就是一般所谓的独立制造原则互换性(interchangeability)是指成批或大量生产中,同一产品中任取其一,其几何形状及物理机械性能在一定的误差范围内,并在装配和安装过程中,不需要任何修配和补充加工就能在装配以后完全满足设计所规定的技术要求。互换性指同一种工件之间的一致性,换句话说:一般互换零件(构件、部件)的特性是能与另一相同零件(构件、部件)互相代替,而代替的零件(构件、部件)能够像被代替的零件一样准确地完成本身的特定任务。互换性的功能方面叫做"功能互换性",尺寸方面叫做"尺寸互换性"。

小明同学:那协调呢?应该是多个零件之间吧!

大白老师:对的!协调性则是指两个或多个相互配合或对接的飞机结构单元之间、飞机结构单元与它们的工艺装备之间、成套的工艺装备之间,配合尺寸和形状的一致性程度。一致性程度越高,则其协调性越好,协调准确度越高。协调性仅指几何参数而言。特别注意:协调性是相配合的(两个或多个)工件之间,其对应配合尺寸、形状的一致性。

小明同学:我明白了,比如门将,很大程度上可以满足互换性,而后卫之间必须协调,比如造越位,一旦协调不好,可能出现灾难性的后果。所以比如442阵型的4个后卫,之间的协调关系必须足够好!


大白老师:理解准确,所以互换的一定是协调的,但协调的并不一定是互换的。要保证协调性,一般采用相互联系制造原则。如果其它条件相同,采用独立制造和相互联系制造两种不同的协调原则时,即使零件制造准确度相同,但却得到不同的协调准确度。按相互联系制造原则能得到更高的协调准确度。“互换是通过精度来换取效率,协调是通过效率来换取精度”!

小明同学:我明白了,但是当零件足够多,以至于无法达到协调要求怎么办?

大白老师:德国队在现在无锋打法之前是什么打法?

小明同学:据我所知,德国队之前有一阵青黄不接,主要靠阵地战坦克一样向前推,依靠定位球逐步推到前场,然后争取任意球破门!

大白老师:对的,这就是个人能力和协调性都不够时,依靠球队整体的某一特点(比如身材高抢点好),在一定环节设置补偿(定位球罚球处),然后解决协调问题。


小明同学:我明白了,但是都有什么补偿呢?

大白老师:比如设计中的可调补偿件,像传动的万向节一类的结构。还有一些托板螺母结构。



还有很多工艺补偿,比如留余量、加垫之类的。


大白老师:还有一种常见手段,就是在装配时制孔连接,这种情况下很多误差在装配环节就一次消除掉了。为保证飞机气动外形,一般这个环节会设计在蒙皮和主要骨架件之间。这招相当于点球……

小明同学:哇!这个厉害,举个例子呗

大白老师:比如商用飞机常用角片连接蒙皮和框,角片先和蒙皮连好,装配时和框连接,这样框和蒙皮不直接接触,即使有误差,也不影响,在角片和框连接的过程中误差就抹平了!由于角片比较小,很容易和蒙皮贴合,组成的壁板通过工装定位到目标形状,然后和框装配连接,这样框的成形误差不会对蒙皮外形产生的影响。


最后提醒注意,设计不好,点球也有失误的时候啊!

小雷同学:呜~~~~我的梅西,我的阿根廷……


小花同学:我还是不明白,为什么没有中国队?

小刚同学:嗯,因为国足是世界上最稳定的球队,专业输球30年,大家一致认为真没必要上世界杯了……


小明同学:真懂了!装配时制孔连接解决了一定的协调问题,但同时这就是飞机装配工作量大的原因之一!

大白老师:好了,这次课我们讨论了世界杯……呃,……飞机制造中互换和协调性的概念和应用,下次我们说点“小康”生活的事!

小明同学:晓得了,饱暖思……

大白老师:尼玛闭嘴!老子是去幼儿园的车!


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编辑于 2019-03-15

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