八肋支臂零件的加工工藝研究與改進

佟政陽，于家祥，汪亦凡，張衛，項云波

（1.安徽天航機電有限公司，安徽蕪湖 241000；2.國營蕪湖機械廠，安徽蕪湖 241000）

八肋支臂零件是安裝在飛機某個傳動系統內的，如圖1所示，在工作時該零件需要承受一個大于850N的拉力。根據某單位大修指南規定，該零件在到達使用壽命后需要對其進行更換。產品原材料是從俄羅斯購買的鋁材，經過生產加工后,每件零件定價在3148.2元。該產品每次順利的完成加工，對車間的質量現象、經濟效益都起到積極作用。為提升其生產合格率，增加公司效益，本文就該類零件加工合格率低的原因進行了分析研究，并針對合格率的提升制定出具體有效的解決措施［1-2］。

圖1 八肋支臂零件與安裝示意圖

1 分析與討論

1.1 統計分析

統計某單位2020年二季度的八肋支臂零件生產任務，計劃生產1122件，其中報廢23件，產品交付合格率僅為97.95%，詳見表1。每件產品的報廢都將增加生產成本和影響公司制定年度交付合格率99.1%的目標值。

表1 2020年三季度產品統計表

1.2 原因分析

該零件的加工過程共涉及5個環節，針對23件不合格品，對其進行研究分析，詳見表2。

從表2可以看出，“機械加工”環節是造成合格率低的主要原因，如果這一個環節的不合格率能降下來，則整個產品的不合格率就可大幅下降。按照加工工藝單，機械加工環節只有一個加工中心工序，針對該工序可能涉及的主要原因進行統計分析，詳見表3。

從上述統計數據可以看出，“5mm尺寸超差”占總頻數的85.71%，是造成產品合格率低的主要原因。針對該原因，從引起產品質量波動的六個方面進行剖析，繪制了六因素系統圖，如圖2所示［3-4］。

針對分析出的7條末端因素，生產加工現場通過相關技術手段排除了技能不足、毛坯缺陷、工藝、工作環境以及檢測量具等因素，從機床及設備工裝兩方面著手進行試驗分析。

首先用設備機床加工檢測樣件，將樣件委托華東計量站對檢測樣件進行測量檢測樣件的平行度、垂直度、圓度、位置度、尺寸精度等數據，與機床規定精度數據進行對比，檢測數據結果見表4。

通過表4統計數據，可以發現機床平行度、精度等不是造成八肋支臂零件合格率的原因。對“工裝”原因再進行研究分析。將零件安裝在現有的工裝胎具上后，對零件平面度進行檢測，杠桿表顯示數據是否在0.03mm以內，測量零件Y向兩端尺寸相差是否在0.03mm以內，查看零件在松開后，表面有誤明顯壓傷。測量零件Φ20孔圓度尺寸是否超過0.015mm。將得到的實驗數據統計如表5。

針對“8GZ-J-871”、“8GZ-J-874”、“8GZ-J-875”三個工裝，共測量15個要素，不合格比例達到66.67%?？梢缘贸鲇绊懗叽绯畹闹饕蚴枪ぱb精度不達標導致的，因此該末端因素是造成八肋支臂零件加工合格率低的主要原因。

圖2 六因素系統圖

表4 機床加工樣件檢測數據結果

2 解決措施

針對“工裝平面度超過0.03mm，導致產品5mm尺寸超差”這一要因，根據現有工裝無法滿足加工要求，重新對工裝進行設計、加工，在工裝的中間增加兩個螺釘緊固孔，使用螺釘將工裝固定在虎鉗上，實現零件的零點定位功能。增加兩處測量點，這樣能夠在機床上檢測零件5mm厚度尺寸的四個點。由于人工裝夾會發生安裝偏差大的問題，設計使用氣動夾緊方式，整個裝夾只需人工將零件放在零點定位凹槽內，開動氣動開關，氣缸推動活動鉗口將零件夾緊。人工使用3公斤的紫銅錘在零件20mm上方，落在零件中心處，即可實現零件的裝夾。

表5 工裝檢測數據對比

圖3 工裝示意圖

為驗證工裝是否能夠有效解決零件尺寸超差問題，我們對6件產品進行加工，并使用三坐標進行尺寸檢測。

使用重新設計加工后的工裝，完全能夠滿足零件的加工，尺寸超差現象基本消失。每批次零件都在工藝內附上加工安裝示意圖與安裝注意事項及方法，并讓操作人員簽字確認。使用氣缸為動力元件，能夠消除人工夾緊力的不確定性，同時將零件的裝夾時間縮短到10秒以內。上述檢測數據證明，該措施有效解決了零件尺寸超差問題。

工藝改進后對2020年3季度生產零件的情況進行了統計，以核查改進效果，統計數據見表7。

表6 使用新工裝加工后尺寸檢測

表7 2020年三季度產品統計表

計算三季度的平均合格率為：

99.14%+100%+99.27%=99.47%。

3 結語

八肋支臂零件在飛機修理中為常換件，合格率低不僅增加公司的生產成本還影響飛機的修理周期。本文通過對其加工工藝的分析研究與改進，有效提升了該產品的生產合格率，增加了公司的生產效益。參考文獻：

［1］于洋,董志,張磊.某典型支臂零件深槽高速加工研究［J］.裝備制造技術,2015(11):100-102.

［2］于洋.某支臂類零件深槽高速加工研究［C］//中國航空學會,2011.

［3］李玉平.機械加工誤差的分析［J］.新余學院學報,2005,10(2):27-30.

［4］王秀麗,魏永輝,蔣志強,等.機械加工工藝技術的誤差分析及策略分析［J］.河南科技,2015(24):52-54.