某型飛機艙門裝配不協調原因分析與改進

2013-10-11 02:30:30袁少力

教練機 2013年3期

關鍵詞：工藝

袁少力

（中航工業洪都，江西南昌330024）

0 引言

前、中艙門裝配不協調是某型教練機自生產以來一直存在的問題。該機前、中艙門為W狀結構件，后機身為M狀大開口結構，后機身、艙門下架后，均存在一定的變形。裝配時，前艙門有5把前插銷鎖與機身30框的鎖座對接，又與機身左、右下大梁各有3把鉤鎖連接；中艙門左、右艙門梁上各有3把鉤鎖與機身左、右下大梁上對應的鎖環對接，1橫隔板上的4個銷鎖座孔與前艙門的后插銷鎖對接，3橫隔板上的4把銷鎖與36框上孔對接，裝配時均存在部分插銷插不到鎖座，部分鉤鎖鉤不到鎖環的現象。為解決前、中艙門裝配不協調問題，開展前、中艙門裝配研究，圍繞零件成形模具數字化協調、裝配工裝交點、外形卡板數字化協調、前艙門、中艙門裝配工藝優化三方面進行研究，提高前、中艙門裝配質量。

1 前、中艙門裝配的工藝過程

1.1 結構特點

前艙門安裝在后機身下部前方，可拆卸。前艙門縱向構件主要有艙門梁、縱隔板、型材等，橫向主要構件有橫隔板等，連接件有鉤鎖、銷鎖以及接頭。中艙門結構與前艙門相似，位于后機身下部后方，也可拆卸。縱向構件主要有艙門梁、縱隔板、型材等，橫向主要構件有橫隔板等，連接件有鉤鎖、銷鎖、銷鎖座和插銷座。

1.2 裝配順序

1.2.1 前艙門裝配順序

前艙門裝配流程：前艙門蒙皮定位—艙門梁定位—1～5橫隔板定位—前插銷座定位—后插銷座定位—鉤形鎖固定座定位—插銷座定位—縱隔板定位鉚接。

1.2.2 中艙門裝配順序

中艙門裝配流程：中艙門蒙皮定位—艙門梁定位—1～3橫隔板定位—插銷鎖座定位—銷鎖座定位—鉤型鎖座定位—插銷座定位—縱隔板定位。

1.3 裝配主要技術要求

蒙皮的定位直接影響到艙門的外形準確度，蒙皮的裝配主要靠卡板定位，卡板夾緊。前、中艙門的艙門梁、橫隔板、縱隔板的定位也非常重要，梁與隔板之間的相對位置直接決定了整個艙門骨架裝配的外形尺寸，靠型架上的定位器定位并夾緊，插銷鎖座、鉤形鎖座用定位器固定，完成骨架裝配。

前艙門、中艙門交點多，裝配協調技術要求高，不僅要保證隔板、艙門梁的精確定位，還要保證銷鎖、鉤鎖交點孔位置及同軸度以及骨架與蒙皮的外形要求，在機身后段配裝不僅要保證交點正確要求，還要保證前艙門、中艙門、機身后段對縫間隙及階差要求，發動機艙門需拆裝靈活，艙門插銷鎖無卡死現象。

2 前、中艙門裝配不協調原因分析

針對艙門在機身后段裝配存在的問題，著手從頂層文件、工藝方案、工藝指令進行問題查找，一直跟蹤現場整個艙門實際裝配的過程，找出了影響艙門裝配質量的主要原因，具體如下：

1）試造時前艙門、中艙門的制造和裝配均采用模擬量傳遞的協調方式，其協調路線如圖1所示。

圖1 前、中艙門協調路線

（1）前艙門蒙皮、中艙門蒙皮成型模具采用模線樣板制造，模擬量的傳遞影響了零件的制造精度。

（2）艙門梁、隔板成型模具采用模線樣板制造，模擬量的傳遞影響了零件的制造精度。

（3）前、中艙門量規交點采用型機安裝，安裝精度低。

（4）艙門接頭定位器采用型機安裝，影響艙門接頭定位器安裝的安裝精度。

2）前艙門、中艙門在型架上是采取以骨架為基準的工藝定位方法，誤差累積是從骨架傳至蒙皮，會影響蒙皮的外形。

3）前、中艙門為W狀開口結構，結構剛性差，在艙門裝配型架上鉚接完成后，存在一定的變形。

4）后機身為M狀大開口結構，結構剛性差，在后機身裝配型架鉚接完成后及安裝其他部件（垂尾、平尾、發動機等）時，存在一定的變形。

5）艙門鉤鎖位置沒有控制好，鉤鎖與隔板對齊，隔板靠卡板定位，卡板位置不正確，見圖2。

6）前、中艙門對縫難控制，受結構限制，需要加大設計補償。

圖2 鉤形鎖固定座的定位

7）飛機飛行前狀態是靠起落架支撐，后機身相對地面位置較低，裝艙門時工人師傅必須蹲著，由四個人扶住艙門，緩緩安裝，艙門安裝受工作空間限制，安裝前艙門時首先要將前艙門口蓋對好發電機通風罩及燃油排氣口，燃油排氣口是固定的，還帶有一個角度，安裝時艙門要傾斜一個角度，對好后才能進行艙門的安裝。

8）前、中艙門中間的銷座孔錯位，快卸銷裝不上，分析其原因主要是中下大梁剛性不夠，裝配后，手握住才能將其輕輕移動，其次艙門也有變形，造成銷座不同心，快卸銷裝不上。

3 工藝措施

針對上述存在的問題，經過分析研究，采取了以下措施。

1）小批生產后，前、中艙門的制造和裝配均采用以數字量傳遞為主、局部以標準工裝協調為輔的綜合工作法，其協調路線見圖3。

圖3 前、中艙門協調路線

（1）前艙門蒙皮、中艙門蒙皮成型模具采用數控制造技術，按數模加工型面，提高零件加工精度，保證前艙門蒙皮、中艙門蒙皮外形符合理論要求。

（2）艙門梁、橫隔板成型模具采用數控制造技術，按數模加工型面，提高零件加工精度，保證艙門梁、橫隔板外形符合理論要求。

（3）前、中艙門量規及后機身量規交點全部采用激光跟蹤儀安裝，提高量規接頭安裝精度。

（4）前艙門裝配型架交點、中艙門裝配型架交點全部采用激光跟蹤儀安裝，提高型架接頭定位器安裝精度。

2）對工藝方案進行改進，將前、中艙門裝配型架定位基準進行改進，把以骨架為基準的裝配定位方法改為以蒙皮外形為基準的定位方法，并要求在前、中蒙皮上開制四個K孔，其中一個為腰形孔，蒙皮定位時，先用K孔定位器初定位，再用卡板對蒙皮進行定位，卡板的型面按數控加工，卡板的安裝采用激光跟蹤儀，這就保證了蒙皮的定位精度。前、中艙門的誤差是從蒙皮開始和向骨架累積，避免艙門對合時出現階差。

3）摸索后機身變形規律。

機身后段為桁條式結構。橫向受力構件主要是數控機加框；縱向構件主要是左、右下大梁、中梁、發動機推力梁、長桁。為了便于發動機維護在機身后段下部設了三個艙門，分別為前艙門、中艙門、后艙門。

為摸清后機身變形情況，我們采用數字化測量設備，即用激光跟蹤儀，對后機身框上連接孔在不同狀態進行開檔測量，測量狀態分別有后機身下架后測量、機身合攏總裝后測量、垂尾及平尾安裝后測量、安裝發動機后測量、安裝平尾舵機后測量，從中了解各階段后機身變形情況。同時為摸清前、中艙門變形情況，采用激光跟蹤儀對艙門各交點進行測量，從中了解艙門變形情況。

4）內型卡板存在缺點，將內型兩半對開式卡板改為整體式卡板，準確定位橫隔板的位置，保證鎖座位置的正確。

5）訂制發動機假件、左右平尾舵機假件，模擬飛機飛行前狀態，使后機身在裝配艙門前，產生足夠變形，在這種狀態下裝配艙門，能夠避免裝發動機后的飛機出現艙門裝不上現象。

6）針對前、中艙門中間的銷座孔錯位，快卸銷裝不上，裝配時可采用長柄的銷子，讓艙門銷座與后機身中支座同心，快卸銷就能裝上。

4 后續改進建議

4.1 建議設計優化局部結構

分析設計數模，針對某些結構件，建議設計進行局部優化。

1）艙門鎖座與艙門梁之間給予設計補償（即補償墊片），見圖4。

2）30、36 框銷座襯套增加偏心襯套，襯套與機體之間配合間隙由過盈配合改為過渡配合，安裝止動螺釘，見圖5。

3）前、中艙門安裝時，前中艙門梁、隔板與30、36框框緣干涉，以及兩者之間相互干涉，每次都要進行修配才能安裝。建議優化分離面，將前中艙門的內部結構均偏離其分離面，即前艙門1橫隔板、艙門梁與30框框緣留出足夠間隙。同理，在前艙門與中艙門對接分離面處及中艙門與36框對接分離面處也要相應留出足夠間隙，便于安裝，見圖6。