飛機前起落架緩沖支柱端面鍵槽的配加工工藝

宋 燕，羅愿欣，耿愛紅

(中航飛機股份有限公司 長沙起落架分公司，陜西 漢中 723000)

起落架是飛機起飛和著陸系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，主要用來保證飛機在地面的靈活運動，減輕飛機著陸撞擊與顛簸等[1-3]。飛機起落架包括前起落架和主起落架。前起落架有轉(zhuǎn)彎功能，通過前起落架緩沖支柱的轉(zhuǎn)彎機構(gòu)實現(xiàn)飛機轉(zhuǎn)彎功能。轉(zhuǎn)彎機構(gòu)主要包括轉(zhuǎn)彎作動筒、轉(zhuǎn)彎卡箍、扭力臂組件及糾偏機構(gòu)(上、下凸輪)等。飛機發(fā)出轉(zhuǎn)彎指令后，轉(zhuǎn)彎作動筒輸出轉(zhuǎn)彎力矩，通過轉(zhuǎn)彎卡箍、扭力臂組件傳遞給固定在活塞桿上的機輪，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎動作。糾偏機構(gòu)一般在前起落架離地后工作，其原理是支柱內(nèi)的氣壓作用使活塞桿相對外筒伸出，帶動其上固定的上凸輪與外筒上固定的下凸輪進行嚙合，由于上下凸輪的嚙合面為螺旋面，所以可以將伸出力轉(zhuǎn)換為活塞桿與外筒的相對旋轉(zhuǎn)力，直至活塞桿方向糾正至中立位置。

1 端面鍵槽結(jié)構(gòu)特點

某飛機前起落架緩沖支柱的下凸輪與外筒的固定方式，由以往的螺栓固定更改為4個矩形鍵固定(見圖1)，這是出于糾偏機構(gòu)要承受較大扭矩的需要，也是以往成熟型號中從未采用過的新固定形式[4-7]。其具體要求是：產(chǎn)品依靠上、下凸輪的型面嚙合，來保證產(chǎn)品外筒懸掛軸軸線與裝配在活塞桿上的輪軸軸線滿足平行度≤0.3 mm的要求。其平行度可通過固定上凸輪，調(diào)整下凸輪與外筒相對位置的方法來保證，定好凸輪位置后，需要在下凸輪與外筒的端面加工4個鍵槽，用鍵對下凸輪與外筒進行固定。4個鍵裝配好后，既要保證下凸輪和外筒可靠連接，同時還應(yīng)保證外筒懸掛軸相對于活塞桿輪軸平行度滿足要求，因此4個鍵的裝配質(zhì)量是保證緩沖支柱糾偏機構(gòu)正常工作的關(guān)鍵[8-15]。

圖1 四鍵聯(lián)接形式

2 零件尺寸及裝配要求

活塞桿φ70H9孔軸線與外筒上耳叉φ50H8軸線的偏斜在100 mm長度上≤0.3 mm，鍵槽寬12H9。

裝配關(guān)系如圖2所示。裝配要求鍵應(yīng)能同時裝入下凸輪、螺母1和外筒上的鍵槽，并止動在下凸輪的端面上。

圖2 裝配關(guān)系圖

3 工藝方案的確定

經(jīng)過仔細研究圖樣后，初步確定如下3種工藝方案。

1)通過外筒上已加工好的鍵槽配加工下凸輪鍵槽。首先，將外筒上的4處鍵槽加工到位；然后，將裝有上凸輪的活塞桿組件、下凸輪裝到外筒中，并將螺母1擰緊在外筒的螺紋上，通過螺母2的擰入量頂緊下凸輪進行平行度的調(diào)整(保證產(chǎn)品外筒懸掛軸相對活塞桿上輪軸的平行度≤0.3 mm)；最后，確定下凸輪的位置，通過外筒上已加工好的4個鍵槽為基準(zhǔn)配銑下凸輪上的鍵槽。此方案的弊端是螺母2裝配在外筒上后無法直接觀察到下凸輪，緩沖支柱平行度調(diào)整好后，無法直接在下凸輪上作相對位置標(biāo)記(即待加工的下凸輪上四鍵的位置相對于外筒四鍵的位置)，只有將螺母1和螺母2拆卸下來方能進行標(biāo)記，在分解過程中無法保證下凸輪與外筒的相對位置不變。

2)直接按圖樣要求將外筒和下凸輪上的鍵槽加工好。此方案的弊端是外筒及下凸輪零件加工時，將鍵槽尺寸加工到位后，由于尺寸公差累積會導(dǎo)致外筒及下凸輪鍵槽無法對準(zhǔn)，應(yīng)留銼修量以保證鍵槽對準(zhǔn)。如果所留銼修量過小，可能致使4個鍵槽無法全部對正，產(chǎn)生超差；如果銼修量留得過大，因為外筒是高強度鋼，將非常不經(jīng)濟。

圖3 裝配狀態(tài)圖(活塞桿組件部分未示出)

4 配加工流程

4.1 配加工流程圖

配加工流程圖如圖4所示。

圖4 配加工流程圖

4.2 配加工步驟

配加工步驟如下。

2)裝配緩沖支柱及定位工裝。在裝配時，注意上、下凸輪應(yīng)按配套標(biāo)記方向進行裝配。

3)將緩沖支柱安裝在檢測平臺上。拉動活塞桿使上、下凸輪處于嚙合狀態(tài)，然后擰松定位工裝四周的螺母。拉動活塞桿處于全伸長狀態(tài)，并在保持活塞桿全伸展的狀態(tài)下同時調(diào)整活塞桿的周向位置，以保證活塞桿φ70H9孔軸線與外筒上耳叉φ50H8軸線的偏斜在100 mm長度上≤0.3 mm。

4)按上一步驟調(diào)完平行度后，通過定位工裝將下凸輪壓緊在外筒孔口端面上，同時保持活塞桿不發(fā)生旋轉(zhuǎn)，擰緊工裝四周的螺母。

5)將緩沖支柱從平臺上分解下來，安裝到凸輪定位鉆孔固定夾具上。

6)將定位工裝上的工藝鍵裝在外筒的鍵槽處(注意：選擇較緊的鍵裝入對應(yīng)鍵槽中并做標(biāo)記)，通過工裝上的壓緊螺釘將工藝鍵固定。

7)通過安裝在工藝鍵上的鉆套，在下凸輪上劃窩。劃窩深度為下凸輪φ140 mm平面至鉆尖3.5 mm，并用φ3.2 mm鉆頭劃窩并擴至φ4 mm；然后將支柱旋轉(zhuǎn)180°，重復(fù)以上內(nèi)容。

8)分解緩沖支柱及定位工裝，將下凸輪重新裝入到外筒中，裝上定位工裝，保證下凸輪劃窩處與工藝鍵上的螺紋孔對正后，擰緊工裝四周的螺母以壓緊下凸輪。

9)將工步7中的φ4 mm加工成通孔，然后通過擰緊螺釘將工藝鍵固定在下凸輪上。

10)旋轉(zhuǎn)緩沖支柱，通過安裝在工藝鍵上的鉆套在剩余兩鍵槽處鉆通孔φ3.2 mm，并擴至φ4 mm；然后通過擰緊螺釘將工藝鍵固定在下凸輪上。

11)將下凸輪從外筒上分解下來，并清理干凈外筒孔口的切屑。

5 結(jié)語

通過分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，選擇合理的配加工方案與工藝流程，制作相應(yīng)的輔助工裝，掌握了采用四鍵聯(lián)接固定外筒與凸輪位置這一新的鍵聯(lián)接方式的配加工方法。