民用飛機典型八字孔超差處理方法剖析

王鵬　夏仲純

【摘 要】八字孔超差是民機制造過程中較為常見的一種故障，本文針對民用飛機上經常出現的八字孔超差進行了分析，提出了處理超差的方法，為今后八字孔超差處理提供了借鑒。

【關鍵詞】民用飛機；八字孔；超差；處理方法

0 引言

民用飛機在裝配制造過程中，特別是研制期間，出現故障超差是比較常見的。而八字孔超差在整個超差尤為突出。目前，八字孔超差的處理辦法由于缺乏標準化、規范化的處理程序，容易出現處理方法的混亂、不規范，甚至造成新的超差。本文旨在梳理八字孔的超差處理方法，力爭使其處理方法規范、統一。

1 八字孔超差處理方法

1.1 八字孔的基本形式

在工廠生產裝配中，按孔中心距劃分，被加工成長圓孔、雙孔或孔中心距很短的孔，統稱為八字孔，如圖1所示。

1）如果八字孔是多余孔，當八字孔中心距逐漸增大時，可依次選擇下列幾種修理方法：

（1）將八字孔擴孔圓整后用鉚釘堵孔。

（2）將八字孔擴孔圓整后用襯套堵孔。

（3）如果兩孔中心距太近，但兩孔之間的凈剩余材料大于1.27mm，當兩孔中心連線與載荷方向平行時，直接堵住兩個孔；如果兩孔中心連線與載荷方向垂直，則堵孔兩個孔后尚需作適當加強（增加條帶或加強板）。

（4）報廢單個零件。

2）如果是在八字孔處安裝緊固件來傳遞載荷，當八字孔中心距逐漸增大時，可依次選擇下列幾種修理方法：

（1）將八字孔擴孔圓整后安裝加大緊固件。

（2）將八字孔擴孔圓整后加襯套再安裝原圖紙緊固件。

（3）如果兩孔中心距太近，但兩孔之間的凈剩余材料大于1.27mm，當兩孔中心連線與載荷方向平行時，可以堵住其中的一個空孔，在另外一個孔上安裝圖紙要求的緊固件；如果兩孔中心連線與載荷方向垂直，則堵孔后需作適當加強（增加條帶或加強板）。

（4）報廢單個零件。

1.2 八字孔超差處理基本方法

1）多余八字孔的超差處理

對結構上多余八字孔的超差處理簡而言之就是進行堵孔。首先要將八字孔擴孔圓整，擴孔的基本原則是盡量使得去掉原結構材料最小，同時盡量遠離零件邊緣和附近的緊固件。

2）鉚釘堵孔

一般八字孔擴孔后的大小為滿足強度、結構需求的最小鉚釘孔標準孔徑，部分鋁制有頭實心鉚釘孔標準孔徑見表1。八字孔擴孔圓整后用與孔徑相對應的鉚釘進行堵孔，堵孔基本要求如下：

（1）為節約成本，一般情況下應盡量選用現有鉚釘用鐓鉚的方法進行堵孔，應注意對不同材質的結構選用不同種類的鉚釘：對鋁材選用“AD”（2117-T3）或“DD”（2024-T31）釘，對鎂材選用“B”（5056）釘，對鋼和鈦選用“M”（蒙耐爾）釘。必要時也可用基本結構材料（鋁、鈦、鋼等）制造堵釘，用冷凍收縮的方法壓入孔中，但這樣做的成本比較高，應慎用。“A”（1100F）釘太軟，不足以有效地減少應力集中，不宜用作堵釘。“B”（5056）釘不能用于材質為2024合金的結構，因為這將引起晶間腐蝕問題。

（2）若在一排鋼緊固件中，有一個緊固件附近多了一個空孔，通常應該用“D”（2017-T3）釘堵孔。緊鄰該堵釘的鋼緊固件的承載能力將有所降低，但和整排鋼緊固件的承載能力相比，這種降低影響不大。有時將此鋼釘任意一側的緊固件加大（采用修理用的加大釘）以補償這一損失。

（3）在下列情況下應該采用“冷凍堵釘”（即將堵釘冷凍后壓入孔中）堵孔：

空孔位于一排緊固件中端頭緊固件的附件。由少數幾個緊固件構成的連接接頭中，某個緊固件附近存在一個空孔。某集中載荷通過一排緊固件擴散，在該排緊固件中，靠近集中載荷作用點的那個緊固件的附件存在空孔。

“冷凍堵釘”的材料和其周圍的基本結構材料相同，具有同樣的抗擠壓能力，這樣就能有效地傳遞釘間擠壓載荷，使得鄰近的緊固件能充分發揮其承載能力。

“冷凍堵釘”應規定適當的干涉量，一般為直徑的0.003至0.004倍，并采用FR底漆或密封劑。

（4）不允許對各種非圓孔實施堵孔。

（5）當空孔穿過兩層或兩層以上的結構材料時，原則上應分層堵孔，只有當材料很薄難于成功地實施分層堵孔時才是例外。如果超差孔的堵釘穿過兩層或兩層以上的材料，相當于使用了較大直徑的緊固件，并傳遞與其直徑相應的較大載荷，這可能導致該堵釘與其鄰近緊固件之間的結構材料剪壞。根據經驗，單層材料厚度在0.51mm以上時就可成功地實施堵孔。

（6）如果兩孔中心距太近，但兩孔之間的凈剩余材料大于1.27mm，當兩孔中心連線與載荷方向平行時，可以堵住其中的一個空孔，此時該堵釘不承受任何載荷（分層堵孔）；如果兩孔中心連線與載荷方向垂直，則堵孔后尚需作適當加強。

（7）如果孔的邊緣至零件邊緣之間的距離等于或大于1.6mm，原則上可實施堵孔，否則應搓修掉該孔。

（8）應采取可靠措施防止堵釘脫落，防止在內壓作用下堵釘被壓出艙外。可能時應在被堵孔的兩端輕锪窩，锪窩深度為0.3mm，鐓鉚后將堵釘兩端銑平。有時也可使用墊圈和鄰近結構來防止堵釘脫落。

（9）鉚釘堵孔后的表面處理至少應該與原零件的表面處理相當。

3）襯套堵孔

若預測擴孔后孔徑過大（一般超過6號釘）或者安裝鉚釘無法滿足強度、結構等要求時，需要制作特制件襯套進行堵孔，八字孔擴孔圓整的襯套直徑及標準孔徑詳見《麥道飛機聯絡工程手冊》[1]，部分見表2。

加襯套應遵循的一般原則：

a. 加襯套時應盡量使得去掉的原結構材料最少。

b. 襯套材料必須與結構材料相容，以避免電化腐蝕。

c. 襯套材料的熱處理至少應該和裝襯套零件的熱處理相當（強度要求）。

d. 襯套與零件之間合適的干涉量通常為孔直徑的0.003至0.004倍，對于直徑大于25.4mm的孔，其干涉量可略小于上述比例。試驗表明，大干涉量對疲勞壽命有較大改進，但干涉量太大會加速應力腐蝕。

e. 加襯套后，如果現有墊圈太小不足以擋住襯套，可考慮使用臺階型襯套或改用大墊圈。

f. 當襯套穿過兩層或更多層結構時，應分層加襯套，且每層襯套的兩端應倒角。

典型襯套尺寸如圖2所示，埋頭襯套尺寸如圖3所示，長度一般要比實際所需厚度厚一些，便于加工安裝。

4）需安裝緊固件的八字孔超差處理

在特制襯套上安裝緊固件時，襯套盡可能采用最小所需的壁厚。修理中經常采用的壁厚為0.76mm，襯套的最小壁厚不得小于0.64mm。薄壁襯套安裝好以后應該進行鉸孔。

八字孔擴孔圓整的標準孔徑詳見《麥道飛機聯絡工程手冊》，部分見表2。襯套安裝原則、襯套尺寸同“襯套堵孔”一節，加工襯套時最好預先制出安裝緊固件的導孔。

2 總結

本文對飛機裝配制造過程出現的一類常見八字孔故障處理方法進行了分析，詳細介紹了八字孔超差的標準化處理方法，對民機制造過程八字孔超差處理具有一定的參考作用。

【參考文獻】

[1]費衡甫.麥道飛機聯絡工程手冊[S].航空工業出版社，1997.

[責任編輯：湯靜]