機(jī)翼前緣擋板上鉚釘孔壓窩質(zhì)量的工藝分析

佟鑫

摘 要：本文以某型飛機(jī)前緣為例，對裝配中出現(xiàn)的典型問題加以分析和總結(jié)，來降低鉚釘?shù)陌惭b故障率，提高機(jī)翼前緣擋板上的壓窩質(zhì)量，使鉚接后的釘頭高度滿足技術(shù)文件及氣動外形的要求。著重分析了機(jī)翼前緣擋板上鉚釘孔壓窩的工藝過程及要求，并對出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析與改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：釘頭高 單向間隙 壓窩 質(zhì)量

中圖分類號：V22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）03（b）-0076-02

某機(jī)型研制中，遇到了一個(gè)典型問題：如何提高機(jī)翼前緣擋板上鉚釘孔壓窩質(zhì)量。機(jī)翼前緣具有很高氣動外形要求，擋板與角撐及腹板連接處的Φ4鉚釘孔需要在擋板上壓窩，在角撐及腹板上锪窩。機(jī)翼前緣上需要壓窩的鉚釘孔超過500個(gè)。在某架機(jī)翼前緣擋板上壓窩后發(fā)現(xiàn)釘頭高，超出0.1mm的技術(shù)要求，而且存在單向間隙，嚴(yán)重影響飛機(jī)的氣動外形。因此，某型飛機(jī)前緣為例，對裝配中出現(xiàn)的典型問題加以分析和總結(jié)，來降低鉚釘?shù)陌惭b故障率，提高機(jī)翼前緣擋板上的壓窩質(zhì)量，使鉚接后的釘頭高度滿足技術(shù)文件及氣動外形的要求。

1 結(jié)構(gòu)形式簡介

機(jī)翼的用途：是飛機(jī)的升力面，用來產(chǎn)生氣動升力，對于保證飛機(jī)在戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求規(guī)定的所有狀態(tài)下的飛行和機(jī)動是必須的。

某型飛機(jī)機(jī)翼的構(gòu)成：由縱墻、翼肋骨架、上、下壁板等組成的主翼盒結(jié)構(gòu)，前后緣增升裝置——前緣襟翼、后緣襟翼、具有襟翼和副翼功能的襟副翼。

機(jī)翼前緣位于機(jī)翼的前部，由1墻，大梁，前肋，擋板，角撐，腹板等組成。

2 擋板壓窩的工藝過程

2.1 對壓窩前的部件和組件裝配質(zhì)量的要求

采用工具——固定式壓鉚機(jī)КИ-234。

（1）根據(jù)說明書，采用工藝緊固件使結(jié)構(gòu)元件緊密貼合。（2）根據(jù)說明書鉆孔，應(yīng)預(yù)先加工要壓窩的孔。（3）鉆預(yù)制孔后，去除工藝緊固件，分解鉚接件，根據(jù)說明書清除孔邊緣上的毛刺，然后把零件送去壓窩。（4）板狀零件壓窩，骨架锪窩時(shí)，根據(jù)說明書在骨架零件上锪窩。在骨架上锪窩時(shí)要保證鉚釘量規(guī)相對骨架表面的下陷量為0.15δ，δ-板狀零件的厚度。（5）壓窩前應(yīng)用抹布擦去零件表面的灰塵。

2.2 壓窩特點(diǎn)

（1）沖制鉚釘頭為120°的埋頭窩時(shí)，硬鋁合金2D12T4和不銹鋼1Cr18Ni9Ti零件冷狀態(tài)下壓窩。（2）沖制鉚釘頭為120°的埋頭窩時(shí)，鈦合金零件上壓窩，變形區(qū)必須加熱。（3）如果蒙皮厚度不大于0.8mm，骨架厚度不大于0.8mm，則蒙皮、骨架均壓窩。如果蒙皮厚度不大于0.8mm，骨架厚度大于0.8mm，則蒙皮壓窩、骨架锪窩。如果蒙皮厚度大于0.8mm，骨架厚度不限，則蒙皮锪窩。（4）多層零件壓窩一般應(yīng)分別進(jìn)行，當(dāng)必須一起壓窩時(shí)，其夾層厚度應(yīng)不大于1.6mm。（5）壓窩前，在檢驗(yàn)用試件上檢查設(shè)備和工具的調(diào)整是否正確，試件的材料牌號、厚度和孔距都應(yīng)符合被加工零件，試壓出至少5個(gè)窩，直至全部合格為止，特別注意陽模和陰模安裝的同軸度（見圖1）。（6）在工作開始前和工作過程中，都應(yīng)及時(shí)處理模具的工作部分上的臟物。

3 現(xiàn)場調(diào)查

現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)：在某架右翼前緣的2塊擋板上共壓窩56個(gè)鉚釘孔，其中42個(gè)不合格，不合格率達(dá)到75%。

我們調(diào)查發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場使用的壓窩器為КИ-234，該壓窩器用于某系列飛機(jī)機(jī)翼前緣擋板上的鉚釘孔壓窩。對此我們對這兩種機(jī)型的擋板進(jìn)行了比較，擋板的材料由鋼1Cr18Ni9Ti變?yōu)殁乀C2 M，其他沒有變化。通過咨詢得知鈦板收縮率比鋼的收縮率高，壓窩后回彈量較大，如果采用以前的壓窩器，勢必會造成窩淺。

4 原因分析

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況，并結(jié)合機(jī)翼前緣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，相關(guān)人員一起分析了機(jī)翼前緣擋板上鉚釘孔壓窩不合格的原因，其主要原因如下：

4.1 設(shè)備工具方面的原因

（1）采用的壓窩工具КИ-234（Φ4×120；B=1.2），適用于壓窩材料為1Cr18Ni9Ti，厚度0.8的零件，針對材料為TC2 M的鈦板，是否合適，需要驗(yàn)證。（2）操作者反映，在白天和晚間使用固定式壓鉚機(jī)，壓窩質(zhì)量也不同。我們查看相關(guān)說明書后，發(fā)現(xiàn)不同環(huán)境溫度，設(shè)備的沖壓力也對壓窩質(zhì)量有一定影響。

4.2 裝配工藝方面的原因

（1）擋板位于機(jī)翼的前部，弧度較大，這樣在擋板上預(yù)制初孔時(shí)，孔垂直度不易保證，易偏斜，壓窩時(shí)導(dǎo)致窩偏。（2）擋板上鉆制的初孔直徑與壓窩器上工具定位銷直徑不匹配，造成孔的中心線與模具的中心線不一致，導(dǎo)致窩的質(zhì)量不好。（3）按壓窩說明書，在鈦合金零件上壓窩，變形區(qū)必須加熱。個(gè)別情況下，在冷狀態(tài)下在鈦合金板上進(jìn)行壓窩。但實(shí)際生產(chǎn)中，很難實(shí)現(xiàn)熱狀態(tài)下的壓窩，所以很難保證窩的質(zhì)量。

5 解決方法

針對以上原因以及壓窩的特點(diǎn)，初步確定解決方案。

5.1 設(shè)備工具

通過改進(jìn)壓窩器結(jié)構(gòu)尺寸，來彌補(bǔ)鈦板回彈量大的問題。經(jīng)過不斷的摸索、試驗(yàn)后，才可實(shí)現(xiàn)對壓窩器的結(jié)構(gòu)更改成功。

方案一：在КП-204М壓鉚機(jī)用壓窩工具КИ-234（Φ4×120；B=1.2）中，將其中的D1=9.0改為D1=10，其余不變。

方案二：將1件壓窩工具的КИ-234-02號件的h值由h=1.2±0.02改為h=1.4±0.02，但D不變，其余不變，并將КИ-234-03號件的外露部分的直徑由Φ3.5改為Φ3.1，其余不變。

用壓窩器在試驗(yàn)件上試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)：方案二窩的質(zhì)量明顯提高，鉚接后，釘頭高度符合了技術(shù)條件要求。

5.2 裝配工藝

通過改進(jìn)工藝方法，解決壓窩后擴(kuò)孔時(shí)孔中心偏移而造成窩偏的問題。

（1）擋板上預(yù)先加工要壓窩的孔時(shí)，選用三腳架保證孔的垂直度。

（2）在工作開始前和工作過程中，及時(shí)清理壓窩工具КИ-234上的臟物。

（3）壓窩前必須用抹布擦去零件表面的灰塵。

（4）在安裝壓窩器的陽模和陰模時(shí)，須保證模具與壓窩件初孔對正同軸。

（5）壓窩前，先在試驗(yàn)件上檢查設(shè)備和工具的調(diào)整是否正確，注意試件的材料牌號，厚度和孔距都應(yīng)符合被加工零件。當(dāng)在試驗(yàn)件上所沖的窩符合要求后，才可在產(chǎn)品上進(jìn)行壓窩。

6 效果驗(yàn)證

以上措施在飛機(jī)上進(jìn)行實(shí)施，實(shí)施結(jié)果表明，機(jī)翼前緣擋板上的鉚釘孔壓窩質(zhì)量明顯得到提高，取得了良好的效果。

7 結(jié)語

通過采取以上措施，論證了壓窩質(zhì)量工藝方法的可行性及適用性，提高了壓窩質(zhì)量，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，避免了重大的質(zhì)量事故，具有很好的推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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