飛機機身部件工藝分離面切割裝置的研制*

彭玉海 侯紅玲 李志峰 張昌明 何亞銀

(陜西理工學院機械工程學院，陜西 漢中 723001)

工藝分離面是飛機總裝的對接面，一般工藝分離面會留有蒙皮余量［1］。為了滿足飛機機身部件總裝對接的準確度，將飛機機身部件工藝分離面的蒙皮余量去除是飛機機身部件制造必不可少的工序，而且有一定的精度要求。通過對國內飛機制造主機廠的調研，國內飛機機身部件工藝分離面的去除普遍采用手工工藝方法，首先沿著工藝分離面劃線，然后用風動剪去除大余量，再通過風動銑刀精修，最后再進行人工打磨。歐美發達國家飛機機身部件工藝分離面的加工采用大型數控龍門銑床，有的甚至采用無余量制造，即飛機機身部件的工藝分離面處沒有余量，且滿足總裝對接要求［2-8］。

針對這一現狀，與國內某飛機制造主機廠合作，開展飛機機身部件工藝分離面切割裝置的研制工作［9-10］。

1 切割裝置功能要求

工藝分離面的切割加工工序安排為機身部件制造的最后一道工序，在架上完成［4-6］;切割材料為厚度2.5 mm(局部搭接處為5 mm)的2A12 蒙皮材料;運行過程不得與型架以及機身部件干涉;切割裝置尺寸要小，重量要輕，方便裝卸和操作;切割過程不能對蒙皮產生物理、化學性能的改變(如熱、腐蝕等)。

切割面的綜合誤差為±0.3 mm;表面粗糙度值不大于Ra6.3 μm。

2 工藝分析

2.1 工況分析

飛機部件工藝分離面的切割工況較為復雜，主要體現在以下幾個方面:

7F IMRT計劃：以常規切線野作為起止方向，使用垂直心臟照射野。共面機架角度分別設為：300°，330°，0°，30°，60°，90°，140°；物理優化參數設置與6F計劃相同。

(1)蒙皮材料為硬鋁合金，切割過程不具備冷卻條件。

4.4.1 鋸片參數對切割質量的影響

第二種調節機制是α-酮酸(尤其是丙酮酸)對AOX活性的刺激[12,14], 這種作用獨立于丙酮酸代謝，直接作用于AOX蛋白，使AOX的構象發生變化而導致活性增加。Carré等[17]用純化的AOX與丙酮酸反應也證明了這一觀點，并指出只有在丙酮酸存在的條件下，AOX的活性才能保持穩定。

(3)機身部件上的蒙皮處于張緊狀態，切割后釋放應力導致切縫變窄，容易出現“夾鋸”現象。

(4)飛機蒙皮為薄壁且切割位置為懸臂狀態，切割過程容易產生振顫。

2.2 切割工藝方法

對于薄壁件的鋸切，切削深度ap即為蒙片厚度，切削寬度ae即為鋸片厚度;切削速度與進給速度分別按照式(2)和式(3)確定。

2.3 切割運動分析

要完成工藝分離面蒙皮余量的切割，除了鋸片的旋轉運動(主運動)外，至少需要以下3 個運動:

由于市場價格持續低迷，科莫海克斯一期已于2017年12月停運。在停運前，歐安諾已累積大量庫存，足以滿足2018—2021年的客戶需求。未來，歐安諾將一直使用庫存來滿足客戶需求，直至新廠投運和市場條件好轉。

航向定位運動是保證機身部件航向尺寸的運動，也可稱之為對刀運動。

隨著路網成倍增長，節點數量急劇增大，求解時收斂所耗費時間更長。通過改進傳統算法，提出模仿最大最小蟻群系統方法，改良為偽隨機轉移概率，以求解決收斂效率低的問題。具體實現方法見公式（2）。

徑向切入運動要保證蒙皮切透，同時要保證切線的長度(鋸片至少同時有2～3 個鋸齒參與切削)。

最后，施工現場安全管理不到位。部分施工企業心存僥幸，對施工現場的安全管理不到位，對施工人員缺少必要的安全保護措施和安全施工培訓，導致施工現場屢次發生意外安全事故，不僅造成經濟損失，還會造成人員傷亡。部分施工人員安全意識薄弱，在施工過程中不穿戴必要的安全保護裝備，施工過程中行為不規范，不按照技術要求進行施工。部分施工隊為追趕工期，增加施工人員工作時間，造成施工人員長時間高負荷勞作從而留下安全隱患。

飛機機身部件是固定在型架上的，所以上述運動均需要由切割裝置完成。

航向調節部件2 由底板、拖板、絲杠螺母以及調節手輪組成，安裝在徑向進給部件3 的矩形滑塊上。轉動調節手輪，由絲杠螺母機構帶動拖板沿著航向運動，實現鋸片在航向的對刀。

2.4 驅動方式

切割裝置采用氣壓驅動的方式，車間氣源使用方便，便于切割過程吹氣冷卻，便于切割裝置輔助動作的實現。

3 切割裝置結構及工作原理

研制的切割裝置包括主運動部件、航向調節部件、徑向進給部件、周向進給部件等4 部分組成(如圖2)。切割裝置所有動力由氣壓驅動，啟動后可實現對工藝分離面蒙皮余量的自動切割。

3.1 主運動部件

主運動部件1 由主氣動馬達、支座、鋸片以及防護罩組成，安裝在航向調節部件2 的拖板上。氣動馬達的輸出軸帶動鋸片旋轉，實現切削運動。

3.2 航向調節部件

圓周進給運動實現機身部件工藝分離面的環形切割。

3.3 徑向進給部件

徑向進給部件3 由矩形滑塊、滑塊座、嵌入矩形滑塊的齒條、齒輪以及進給手輪組成，安裝在切割裝置的底座上。轉動進給手輪，通過齒輪齒條機構帶動滑塊運動，實現鋸片的徑向切入。

3.4 周向進給部件

周向進給部件5 由導向部件和傳動部件組成。

3.4.1 導向部件

導向部件采用環形導軌導向方式，由安裝在飛機部件裝配型架端面平板上的環形導軌、分布在切割裝置兩側的前后導軌滾輪以及滾輪夾緊氣缸組成。后滾輪固定在切割裝置的底座上，前滾輪由滾輪夾緊氣缸的活塞桿帶動可以在切割裝置的底座上沿著徑向滑動，實現切割裝置在環形導軌上的裝卸。

環形導軌的設計至關重要，兩組滾輪槽與環形導軌面貼合，如圖3 所示，其中環形導軌上的導軌定位面是保證切割精度的關鍵［14］。

3.4.2 傳動部件

周向進給傳動部件采用固定鏈傳動［15］，由進給氣動馬達、滑座、滑座導軌、安裝在進給氣動馬達軸上的鏈輪、鏈輪鏈條嚙合控制氣缸以及固定在導軌凸臺側面的鏈條組成。當滾輪夾緊氣缸將切割裝置夾緊在環形導軌后，鏈輪鏈條嚙合控制氣在通氣時鏈輪與鏈條將處于嚙合狀態，啟動進給氣動馬達帶動切割裝置沿著環形導軌實現周向進給，如圖4 所示。

考慮到切割過程中切割機做爬行運動，結構小巧，所以鋸片直徑不宜過大，選擇直徑125 mm 的鋸片;鋸片厚度選擇0.8～2.5 mm;鋸片材料分別選用高速鋼和硬質合金;鋸片齒數的選擇考慮鋸切長度，以圖5 為例，假設工藝分離面為近似直徑6 000 mm的圓，以切割點法向為參照，11 點鐘方位為鋸片切割位置，齒間距與鋸切長度比應約為1∶2～1∶3，即鋸片齒數z 為:

4 工藝試驗

4.1 試驗模型建立

為了獲得能適應上述工況的切割工藝參數，以真實飛機產品工藝分離面的1/3 截型建立試驗模型，制造試驗型架，進行工藝試驗。

4.2 工藝參數初選

4.2.1 鋸片參數確定

年輕父母在社會生活中身兼多種角色，他們作為一個“社會人”或者是“職業人”的角色成長比較受關注，但其“父母角色”的成長常常被忽略。年輕父母作為家庭教育的執行者，需要對自己的“家長”這一角色及其成長狀況進行認真和長期的檢視。

式中:z 為鋸片齒數;D 為鋸片直徑，mm;l 為鋸切長度，mm。因此，

1.5 統計學方法 采用SPSS 19.0進行統計結果處理，計量資料采用±s)表示結果，選用t檢驗，計數資料選用χ2檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

考慮到齒間距太小排屑不暢堵齒，選擇鋸片齒數為120 齒。

分別以厚度0.8、1.0、1.5、2.0、2.5 mm 的高速鋼和硬質合金鋸片在試驗模型型架上進行切割試驗，并分別在600～1 200 m/min 和0.01 -0.02 mm/齒范圍內調節Vc和fz的值。

由于被切對象為薄壁硬鋁件，且尺寸較大，結合飛機部件工藝分離面的切割要求和車間現場情況，宜采用圓鋸片鋸切工藝［11-13］。

式中:Vc為切削速度，m/min;D 為鋸片直徑，mm;n 為鋸片轉速，r/min;Vf為進給速度，m/min;fz為每齒進給量，mm/齒。

對于薄壁鋁件，Vc推薦值為600～1 200 m/min，fz為0.01～0.06 mm/齒。

4.3 工藝試驗過程

4.2.2 鋸切用量

教育，就其目的來說，就是為人的幸福生活奠基；就其過程來說，本身就應該是幸福的。我在一所普通高中曾教過全年級最調皮的班，在管理上和教學上都有難度。作為一個有良知的教育者，我竭盡所能地幫助他們成長。在高考誓師會上，學生們將周杰倫《聽媽媽的話》改編為《聽校長的話》，圍在我身邊唱：聽校長的話，never give up！那一年，就是這個平時很難管理的班，95%的同學考上大學，其中全校的高考第一名也在這個班。這些經歷，使我深深體會到教師對孩子的教育就兩樣：愛與責任。愛就是不拋棄、不放棄任何一個學生，責任就是教育良知。

切割試驗情況見圖6 以及表1～3。

1.實驗操作更簡單，可以測100 mL任意溫度下的空氣中氧氣的體積分數，氣密性好，現象更明顯（白磷燃燒時產生大量白煙，注射器內空氣膨脹；冷卻后氣體減少約五分之一，產生白色固體）。

4.4 試驗分析

(2)工藝分離面分布在豎直面內，切割機需要做環繞爬行運動，受力狀態始終發生變化。

硬質合金鋸片雖然切割鋒利、硬度高、耐磨性好，但是韌性差，且和鋁合金化學親和力較強，在此試驗工況下易出現崩裂和粘刀，而高速鋼鋸片雖然切割性能不如硬質合金，但是不會出現崩裂和粘刀現象。鋸片厚度對切割質量的影響可以通過表1 說明，鋸片太薄，剛性變差，切割直線度變差;鋸片太厚，切割負載變大，影響切割表面質量;鋸片厚度為1.0 mm 和1.5 mm 時切割效果好。

新課標下語文教材圖文并茂，充滿詩情畫意。因此在語文教學中應該多采用多媒體技術，通過視頻、音頻等創造一個教學情景，將語文教學內容融入多媒體技術，使其生動且充滿趣味，以此來吸引學生對語文學習的興趣，使他們愿意主動花費更多的時間在語文學習中，從而提高語文教學水平。另外，語文老師也可以在備課期間為待講課文配置相應的插圖或背景音樂，在課堂開始前播放給學生看、聽，這樣可以快速將學生的狀態拉入教學環境中，可以提高教學效率，也會加深學生對課文的理解和認識。

表1 鋸片厚度對切割質量的影響

表2 切削速度對切割質量的影響

表3 進給速度對切割質量的影響

4.4.2 鋸切用量對切割質量的影響

由表2 及表3 可以看出，當切削速度在800 m/min以上時切割質量好，但超過1 200 m/min 時，鋸片發熱較為嚴重，在800～1 000 m/min 時能夠保證穩定的切割質量。而每齒進給量在0.01～0.02 mm/齒(進給速度2.88～5.76 m/min)時能獲得較好的表面質量。

4.3.3 切割精度

通過上述工藝試驗，確定表4 主要工藝參數，并以此進行5 個樣件的切割，切割精度和表面質量如表5和表6 所示。

液壓執行機構在工程機械領域有著廣泛的應用，如挖掘機的機械臂控制系統、冶金行業軋機壓下系統、輪船舵機系統等。傳統化工控制領域中，在某些苛刻工況下，采用的液壓執行機構具有體積小、推力大、響應快和抗偏離能力強等特點，如“神寧爐”氣化工藝中的“渣鎖斗子系統”管線上的開關閥，簡稱為渣鎖斗閥，采用的就是液壓執行機構。

很多人存在著這樣的誤解，以為花粉癥只需到發病季節對癥治療就可以了，平時無需過多關注。雖然對癥治療可以使大多數花粉癥患者的癥狀得到緩解，但究其根本，患者的過敏體質并沒有通過用藥得到改善，隨著病程的發展還可能導致疾病的進一步發展，甚至可誘發哮喘。還有的人誤以為花粉癥是傷風感冒，吃了很多感冒藥也不見好轉。對于這些誤區，我們建議應溯本求源，標本同治。首先要到正規醫院的變態反應專科就診查明過敏原的種類，之后，發病季節對癥治療。對于夏秋季節花粉過敏的患者，在11月份應進行脫敏治療。

表4 確定的工藝參數

表5 試件切割誤差/mm

由表5 及表6 可以看出，采用這組工藝參數進行切割試驗，切割精度和表面質量均在允許范圍之內。

所研制切割裝置對國內某飛機制造主機廠的某型飛機后段部件工藝分離面蒙皮余量進行了4 架次的切割，切割精度滿足飛機裝配技術要求。

表6 試件切割表面粗糙度/ μm

5 結語

(1)研制了采用氣壓驅動、曲線導軌導向的飛機部件工藝分離面蒙皮余量的切割裝置。

(2)通過切割試驗，優化切割工藝參數，可有效保證切割精度要求。

［1］王哲.飛機結構分離面的劃分與協調性［J］.航空制造工程，1996(3):14 -15.

［2］賈玉紅，何景武.現代飛行器制造工藝學［M］.北京:北京航空航天大學出版社，2010:15 -45.

［3］王云渤.飛機裝配工藝學［M］.北京:國防工業出版社，1990:3 -8.

［4］《航空制造工程手冊》總編委會.航空制造工程手冊:飛機工藝裝備［M］.北京:北京航空航天大學出版社，1994:147 -180.

［5］王海宇.飛機裝配工藝學:上［M］.西安:西北工業大學出版社，2012:1 -27.

［6］余鋒杰，俞慈君，王青，等.飛機自動化對接中裝配準確度的小樣本分析［J］.計算機集成制造系統，2009，15(4):741 -750.

［7］高紅，陳允全，秦龍剛.飛機大部件結合交點精加工［J］.航空制造技術，2010(23):26 -29.

［8］李東升，胡福文，李小強，等.基于可重構柔性工裝夾持的飛機蒙皮數控切邊關鍵技術及發展［J］.航空制造技術，2009(23):26 -29

［9］李志峰;侯紅玲;彭玉海，等.基于Deform 的飛機蒙皮鋸切過程模擬［J］.機械設計與制造，2012(09):225 -227.

［10］侯紅玲，李志峰，彭玉海，等.一種飛機機身端面蒙皮切割機:中國，ZL201220286736.6［P］.2013 -01 -16.

［11］郭繼富.工業鋁型材的鋸切及鋸片選用［J］.鋁加工，2004(6):27 -29.

［12］唐進元，林學杰，唐健杰，等.基于DEFORM -3D 的金屬鋸切過程力能仿真研究［J］.制造技術與機床，2012(8):99 -102.

［13］王梅香，劉英林.薄型金屬板、不銹鋼篩網砂輪切割機的設計［J］.煤礦機械，2011(4):143 -145.

［14］彭玉海，李志峰，侯紅玲，等.一種恒定預緊力滾輪導軌預緊裝置:中國，ZL201220270730.3［P］.2013 -01 -16.

［15］侯紅玲，彭玉海，李志峰，等.新型鏈傳動及自動嚙合裝置設計［J］.機械傳動，2012，36(5):37 -38.