飛機復雜零件的加工與質量控制探析

李進民 吳萍

【摘?要】現階段，隨著社會的發展，我國工業化建設的發展也突飛猛進。飛機零件數量多，形式也復雜，結構復雜，它們的加工變得也困難，飛機復雜零件的加工工序多，質量難以控制，制造精度不容達到，本文研究分析復雜零件的加工過程和質量控制，通過復雜零件的分析，確定適合它的加工方法，保證零件的質量。

【關鍵詞】飛機復雜零件;加工;質量控制探析

引言

在工業設計中，標準化程度越高，設計生產效率就越高。標準化的思路在一些領域已經有探索應用和發展，并收到了顯著效益。飛機系統設計中采用了大量標準零件，如標準連接器、插頭、卡箍、線纜支撐桿、開關等，標準零件的使用增加了設計便捷性，提高了設計效率。在一般飛機結構設計中，大量使用了標準緊固件，標準緊固件使用方便，設計效率高，由標準部門統一管理，減輕了設計人員的負擔。飛機機體結構內，在同一功能區域（如增壓氣密機身區、機翼油箱區），存在大量類型相似的具有典型特征的典型零件，如框腹板面剪切角片、長桁對接接頭、框緣條的連接帶板、系統支架、地板支撐件、拉桿、觀察窗、地板面板等，此類零件具有尺寸小、用量大、分布廣、安裝位置類似、受力特性相近等特點，具有替換為標準零件的可能性，因此在商業飛機結構設計中探索一種便捷高效的零件標準化模式，將典型零件轉化為標準零件成為一個新課題。

1復雜零件分析

飛機復雜零件是指結構復雜、質量特征多、制造工藝、工序多，同時要求零件的精度也高的一種零件，對于復雜零件的分析如下：（1）零件的加工質量難以控制，以往的質量控制可以通過單個工序進行控制，在特定的位置進行質量檢驗和控制，但是對于飛機復雜零件，工序和加工順序復雜，所以過程控制點要多，這就造成零件控制難度高。（2）誤差大，因為加工和結構的復雜，不同加工工序產生的誤差也不同，尺寸誤差、制造誤差等，最后會影響零件的整體誤差，所以需要控制零件的誤差源。飛機復雜零件的加工過程非常重要，它是將材料加工成設計要求尺寸的零件，而加工的時候復雜零件容易產生誤差。零件誤差源會使飛機復雜零件的設計加工后的尺寸與設計尺寸有偏離，嚴重的會變成廢品，而加工誤差在生產過程中是不可避免的，只有將誤差控制到最小，生產出來的零件質量才能穩定，誤差主要存在于工序加工中，在這些誤差中有隨機誤差也有確定誤差，確定誤差是通過加工補償可以補償的，例如機床本身的誤差、溫升變形誤差，在加工時候通過尺寸補償進行去除，隨機誤差不可控制，是在加工過程中由于振動或者損壞造成的誤差，切削過程中刀具磨損，最后加工零件的尺寸不合格，這種就是隨機誤差。

2零件標準化設計的基礎

標準化設計的基礎是模塊化設計，模塊是組成標準化設計產品的基本單元，模塊化設計是解決復雜系統問題的有效方法。模塊化設計的特點不是面向單個產品，而是面向整個產品系統。模塊化就其產品結構而言，是結構典型化、部件通用化、參數系列化、裝配組合化的綜合體。模塊是部件級（總成）及子系統級的通用件，由模塊可以直接構成整機以至大的系統，從而在更高層次上實現優化簡化。在當今全基于MBD的全三維數字化建模設計技術的潮流下，飛機制造商采用全三維數字化、模塊化概念進行設計，標準零件的應用將完全符合結構典型化、部件通用化、參數系列化、裝配組合化的概念與要求。

3優化措施分析

3.1超聲無損檢測與試驗研究

飛機大型復雜零件的無損檢測步驟是將被檢測零件加工完成后進行工件定位，保證零件在檢測過程中的固定，然后對零件進行仿形測量、運動學變換;再通過探頭測量軌跡數學模型生產、逆運動學變換、多軸運動控制器，最后實現受控超聲檢測。對飛機零件超聲檢測軌跡生產的試驗研究分析方法可以通過以下幾種進行：（1）截面線法，這種方法是通過平行平面與檢測曲面相交，通過這些交線生產檢測點。（2）等參數線法，是通過被檢測曲面的等參數線生產檢測軌跡，這種方法是最基本的檢測方法，計算簡單，計算量也少。（3）非等參數法，該方法也叫近似等弧長法，該法可以將相鄰檢測點之間的距離與檢測間距進行一致設計，最終取最小檢測點。

3.2嚴格把控后期處理質量

鋼零件其表面后期處理操作。主要包含著除氫處理、鈍化處理、封閉處理、皂化及填充處理等。針于抗拉強度在1050MPa以上的相關鋼零件，在做鍍覆處理之后，還需做好除氫該項處理操作。保濕時間及加熱的溫度等，均需依據強度級別及合金牌號予以確定，操作者需合理控制化學覆蓋及鍍覆至除氫等處理操作時間的間隔;鋼零件的鍍膜層及鍍鋅層做鈍化處理期間，操作者需注意把控鈍化液實際成分、干燥法及鈍化時間等，待鈍化處理之后，干燥的溫度必須控制于60℃以內;對鋼零件進行磷化膜的封閉處理操作期間，操作者必須嚴格把控封閉液時間及成分等;鋼零件做氧化膜層的皂化及填充等處理操作期間，操作者必須嚴格把控填充及皂化具體操作時間，并把控好填充液、液實際成分等，以將后期處理質量把控好。

3.3做好前期處理控制

前期處理環節，主要是針對于鋼零件的表面開展吹砂、除銹及除油等各項處理。針對于除油該項處理操作，包含著溶劑、化學、氣相、電解、超聲波及乳化等這些除油處理方式。在除油處理操作質量控制方面，操作者應當從溶液或者溶劑基本成分、時間、電流及溫度等入手來控制處理質量;在除銹處理方面，主要包含著強弱及電解式的侵蝕處理，操作者應當從溶液的溫度、成分、時間、電流等入手來控制處理質量;做熱噴涂處理期間，需采用汽油機其它一些有機的溶劑將鋼零件其表面所附著的油脂去除，再利用吹砂漿零件表面所殘留的污物及氧化物去除。

3.4嚴格把控檢測質量

為能夠對飛機內部鋼零件的表面處理效果及質量進行有效評定，通常需在處理操作完畢后開展精細化的質量檢測工作，也可以說是把控鋼零件其表面處理全過程操作質量的最后環節，故需從該環節入手，嚴格把控檢測質量。其一，檢驗電鍍層的外觀時，必須處于白色的透射光、無反射光、天然的散熱光線等這些光線條件下，采用目視檢驗法予以精細化檢驗操作，且光照度需控制在300LX以上范圍。重要的零件必須實現100%無遺漏的檢驗，剩余零件必須嚴格按照質量檢驗要求及標準，開展抽樣檢驗操作。鍍層的顏色，必須與實際要求相吻合，且必須細致的、均勻的結晶;檢驗化學的氧化及磷化等這些轉化的膜層外觀時，重要的零件必須實現100%無遺漏的檢驗，剩余零件必須嚴格按照質量檢驗要求及標準，開展抽樣檢驗操作。

結語

飛機復雜零件的研究，只要通過質量和精度這兩個方面，質量方面控制零件的誤差，精度方面控制零件的加工方法，復雜零件的分析從初始設計、加工過程、加工工藝等方面，對復雜零件進行誤差建模、加工過程誤差源分析，研究其核心技術和構成，從根本上控制零件質量和精度。

參考文獻：

[1]羅振壁，汪勁松，楊世明.制造過程質量控制中誤差流理論的研究[N].機械工程學報，1995，31（4）：62-69.

[2]傅曉錦，張新華.零件加工偏差原因診斷專家系統[J].機械設計與制造工程，1999，5（28）：36-38

[3]董化宇.淺析對飛機鋼零件表面處理過程的質量控制[J].航空標準化與質量，2016，15（12）：104-106.

（作者單位：哈爾濱哈飛工業有限責任公司）