摘要：本文結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，介紹一種利用簡易工裝對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)關(guān)鍵孔進(jìn)行補(bǔ)加工的方法。此方法簡單高效，非常實(shí)用，而且可以轉(zhuǎn)化應(yīng)用到相近的結(jié)構(gòu)修理過程中。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)結(jié)構(gòu)；關(guān)鍵孔；簡易工裝；補(bǔ)加工

中圖分類號(hào)：V260.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X(2011)03(b)-0000-00

飛機(jī)的各個(gè)結(jié)構(gòu)部件之間多采用叉耳、圍框等結(jié)構(gòu)形式，通過螺栓軸銷等連接，如水平安定面、方向舵、發(fā)動(dòng)機(jī)吊架等，因此安裝這些螺栓軸銷的結(jié)構(gòu)孔對(duì)于飛機(jī)結(jié)構(gòu)和安全非常重要，這種接頭孔都位于大的機(jī)駕接頭上，更換困難，飛機(jī)制造廠家對(duì)這些孔的制造檢查安裝都非常重視，本文介紹一種經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證的利用簡易工裝對(duì)接頭孔進(jìn)行簡單高效補(bǔ)加工的方法。

問題的提出：在總裝時(shí)，根據(jù)圖紙要求，需要使用鉸刀將某部件上的接耳孔加大0.035mm，要求孔的軸心不變，精度不變。此部件由承包商轉(zhuǎn)包加工制造，送回原廠進(jìn)行補(bǔ)加工需要周期長而且花費(fèi)巨大，如報(bào)廢則損失更大，接頭孔所在的接頭與部件結(jié)構(gòu)之間的連接復(fù)雜，難以更換，更換這個(gè)件不啻將這個(gè)部件分解重裝一遍，另外工期耗時(shí)長，所以解決的方法只能是選用合適的工藝方法將孔直接加大。由于需要切削的量很小，均分到半徑上，只有0.017mm，只能一次鉸孔完成，沒有繼續(xù)補(bǔ)加工的余地，在鉸孔的過程中，鉸刀的輕微震動(dòng)就可能導(dǎo)致孔一側(cè)未被切削或切削量小，而另一側(cè)切削量過大，超出要求的范圍，引起孔圓度超差。為了提高補(bǔ)加工的成功率，降低出現(xiàn)問題的幾率，需要考慮的問題有：如何保證補(bǔ)加工精度，避免加工過程中的切削不均勻；所需工具裝備的制造周期要盡量短，花費(fèi)少；所需工裝卡具要易于安裝，最好不需要特殊的人員和設(shè)備；對(duì)操作者的要求不苛刻。要求熟練的操作者就能勝任，下面依次分析：

如何保證補(bǔ)加工精度。在飛機(jī)制造行業(yè)，為了保證產(chǎn)品的孔的精度特別是重要的孔的精度，通常使用工裝夾具將產(chǎn)品固定，利用夾具上的襯套的定位導(dǎo)向作用，使用擴(kuò)孔鉆和鉸刀對(duì)孔進(jìn)行精加工，本補(bǔ)加工也使用這一方法，通常的裝夾是將部件整體固定在工裝上，再在部件接頭的兩側(cè)從工裝伸出定位件，在上面開孔安裝襯套，但實(shí)際上，這個(gè)部件很大，且外形為光滑的氣動(dòng)曲面外形，難以通過它對(duì)整個(gè)部件進(jìn)行精確定位，而且工裝夾具的設(shè)計(jì)制造裝配調(diào)試以及時(shí)間花費(fèi)都是一個(gè)巨大的數(shù)字，所以做一個(gè)整體工裝不現(xiàn)實(shí)。當(dāng)然，隨著數(shù)控加工中心的普及，將產(chǎn)品整體放到數(shù)控加工中心對(duì)孔進(jìn)行加工也會(huì)是一個(gè)方法，但同樣涉及裝夾及找正的問題。所以經(jīng)過細(xì)致考慮，將定位方式顛倒過來，因通常的方法是將部件固定在更大的工裝上，現(xiàn)在將順序顛倒過來，就是將小的工裝固定在產(chǎn)品上，使其成為一個(gè)臨時(shí)的整體，在工裝上安裝鉆孔導(dǎo)套，通過這樣的定位方式，部件尺寸外形的準(zhǔn)確與否對(duì)工裝的影響只局限到工裝所在的很小范圍，而且通常這個(gè)局部就是承載被加工孔的接頭，剛度都非常好，易于夾緊固定，不會(huì)出現(xiàn)無法夾緊或夾緊后導(dǎo)致周圍產(chǎn)生大的變形這類問題，另外這樣工裝的體積可以做到盡可能小，重量會(huì)相應(yīng)很小，不會(huì)因?yàn)楣ぷ鞯闹亓繉?dǎo)致產(chǎn)品不可恢復(fù)的塑性變形，而且定位能非常準(zhǔn)確，易于保證孔的精度，另一個(gè)好處是因?yàn)橐子谥圃?，花費(fèi)少，因?yàn)楣ぱb的體積很小，本例中的工裝體積就只有0.2×0.05×0.01m，而且可以非常簡單。

在確定了工裝的定位形式后，然后需要考慮工裝的定位方法，本補(bǔ)加工是要求孔中心位置不變，因?yàn)榭椎闹車鷽]有磨損，現(xiàn)有孔軸線是準(zhǔn)確的，這樣可以利用一個(gè)與孔配合良好的軸將孔的軸線導(dǎo)出延長到工裝上，在軸外邊安裝精確配合的導(dǎo)套，再將導(dǎo)套與工裝固定在一起，如果工裝與產(chǎn)品的位置固定不變，則這導(dǎo)套的軸線就是孔的軸線，就可以利用這個(gè)導(dǎo)套對(duì)孔進(jìn)行補(bǔ)加工，進(jìn)行擴(kuò)孔。解決了工裝的定位方法后，就需要考慮工裝與產(chǎn)品具體如何連接固定，遵守的原則就是工裝不能對(duì)產(chǎn)品造成破壞，這可用螺栓將它們夾緊在一起，當(dāng)然，如果有螺栓孔也可借用，但如何保證固定的穩(wěn)定性，使它們?cè)谑褂脮r(shí)不產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)，且調(diào)試裝配簡單，不需要繁瑣細(xì)致的方法，需要仔細(xì)考慮?？梢猿浞掷卯a(chǎn)品的結(jié)構(gòu)元素，如凹槽，加強(qiáng)筋、孔等，在工裝上也開出相應(yīng)的凸起、減輕孔或安裝螺釘，使其產(chǎn)生一個(gè)復(fù)雜的空間，然后用環(huán)氧樹脂灌注中間空隙，樹脂干后將夾具和部件粘成一個(gè)整體，同時(shí)灌注空間的樹脂凝固后形成的固體相當(dāng)于一個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的擋塊，在外側(cè)再輔以螺栓拉緊，避免樹脂松脫，利用樹脂避免零件和夾具的相對(duì)移動(dòng)。

由于工裝體積小，定位方法簡單，工裝的結(jié)構(gòu)非常簡單，除了導(dǎo)套和軸以外都是普通公差，對(duì)材料沒有特殊要求。易于制造，時(shí)間很短，裝配時(shí)不需要特殊的設(shè)備和專業(yè)人員，對(duì)孔做補(bǔ)加工的結(jié)構(gòu)工人就可勝任。

在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，由于采用樹脂灌注，為了不至于粘到產(chǎn)品和工裝，導(dǎo)致后期難以清理，需要對(duì)工裝和產(chǎn)品表面作適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)和防粘處理，另外環(huán)氧樹脂同固化劑混合后呈液體狀態(tài)，易于流動(dòng)，有污染零件及泄漏的可能，而且干燥后容易出現(xiàn)空洞，使強(qiáng)度降低，因此需要混合一些填充劑來改善樹脂的性能，減低其流動(dòng)性，使易于操作。實(shí)際使用時(shí)我們就地取材使用了直徑約5mm的干燥劑顆粒，試驗(yàn)表明這種干燥劑與樹脂能充分浸潤，而且不產(chǎn)生反應(yīng)，干燥后體積不變，強(qiáng)度也比較好。為了保證孔的光潔度，需要選擇合適幾何參數(shù)的刀具，實(shí)際選用斜齒6刃不均布鉸刀，圓柱型刃帶，風(fēng)鉆選用大功率1100轉(zhuǎn)，鉸孔時(shí)為了得到良好的光潔度，使用航空業(yè)專用的固體潤滑劑潤滑?？紤]減少加工環(huán)境對(duì)鉸孔的影響，選擇在比較安靜的時(shí)候進(jìn)行補(bǔ)加工，避免周圍重型車輛走動(dòng)引起地面震動(dòng)帶動(dòng)型架振動(dòng)，而且要求一次結(jié)束。

優(yōu)點(diǎn)分析：①此方法具有通用性，原理簡單，做少許改動(dòng)就可適用于飛機(jī)絕大部分接頭孔的修理補(bǔ)加工。采用相似方法也可應(yīng)用到蒙皮和框肋上的孔的復(fù)制補(bǔ)加工。②能充分利用周圍的固定點(diǎn)，而且形狀越復(fù)雜越有利于夾具的固定，可以充分利用結(jié)構(gòu)上的孔、凸起、加強(qiáng)筋、釘帽等作為固定點(diǎn)，這也特別適用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)這種形狀復(fù)雜空間有限的場(chǎng)合。③節(jié)省人力物力財(cái)力，材料可以因地制宜，不需仔細(xì)調(diào)整。④裝配夾具本身及其零件的制造誤差和使用時(shí)因溫度變化、連接固定引起的變形誤差、制造誤差都通過膠的灌注得到補(bǔ)償，夾具裝配、灌膠、鉸孔可在兩天之內(nèi)全部完成，環(huán)境溫度變化很小，產(chǎn)生誤差的可能性非常小，而且夾具連接時(shí)先用螺栓固定，中間采用膠帶隔離同時(shí)起緩沖作用，使夾具均勻受力，避免強(qiáng)迫裝配對(duì)接頭的損傷，灌膠后利用流體的固化對(duì)夾具均勻支撐，不會(huì)對(duì)零件產(chǎn)生損傷。

缺點(diǎn)分析：①不具有互換性，即使同型號(hào)的飛機(jī)、不同的架次其具體零件的相對(duì)位置也是不完全相同的，在一架機(jī)上裝配好的夾具不適用另一駕機(jī)，會(huì)有差別，因此夾具在每次使用時(shí)都得重新裝配灌注，避免因不同飛機(jī)的形狀差異引起夾具的定位偏差。②夾具的通用性有局限，例如夾板、襯套形式尺寸等需要依據(jù)具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變。