袁少力

（中航工業(yè)洪都，江西南昌330024）

0 引言

前、中艙門裝配不協(xié)調(diào)是某型教練機(jī)自生產(chǎn)以來一直存在的問題。該機(jī)前、中艙門為W狀結(jié)構(gòu)件，后機(jī)身為M狀大開口結(jié)構(gòu)，后機(jī)身、艙門下架后，均存在一定的變形。裝配時(shí)，前艙門有5把前插銷鎖與機(jī)身30框的鎖座對(duì)接，又與機(jī)身左、右下大梁各有3把鉤鎖連接；中艙門左、右艙門梁上各有3把鉤鎖與機(jī)身左、右下大梁上對(duì)應(yīng)的鎖環(huán)對(duì)接，1橫隔板上的4個(gè)銷鎖座孔與前艙門的后插銷鎖對(duì)接，3橫隔板上的4把銷鎖與36框上孔對(duì)接，裝配時(shí)均存在部分插銷插不到鎖座，部分鉤鎖鉤不到鎖環(huán)的現(xiàn)象。為解決前、中艙門裝配不協(xié)調(diào)問題，開展前、中艙門裝配研究，圍繞零件成形模具數(shù)字化協(xié)調(diào)、裝配工裝交點(diǎn)、外形卡板數(shù)字化協(xié)調(diào)、前艙門、中艙門裝配工藝優(yōu)化三方面進(jìn)行研究，提高前、中艙門裝配質(zhì)量。

1 前、中艙門裝配的工藝過程

1.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

前艙門安裝在后機(jī)身下部前方，可拆卸。前艙門縱向構(gòu)件主要有艙門梁、縱隔板、型材等，橫向主要構(gòu)件有橫隔板等，連接件有鉤鎖、銷鎖以及接頭。中艙門結(jié)構(gòu)與前艙門相似，位于后機(jī)身下部后方，也可拆卸?？v向構(gòu)件主要有艙門梁、縱隔板、型材等，橫向主要構(gòu)件有橫隔板等，連接件有鉤鎖、銷鎖、銷鎖座和插銷座。

1.2 裝配順序

1.2.1 前艙門裝配順序

前艙門裝配流程：前艙門蒙皮定位—艙門梁定位—1～5橫隔板定位—前插銷座定位—后插銷座定位—鉤形鎖固定座定位—插銷座定位—縱隔板定位鉚接。

1.2.2 中艙門裝配順序

中艙門裝配流程：中艙門蒙皮定位—艙門梁定位—1～3橫隔板定位—插銷鎖座定位—銷鎖座定位—鉤型鎖座定位—插銷座定位—縱隔板定位。

1.3 裝配主要技術(shù)要求

蒙皮的定位直接影響到艙門的外形準(zhǔn)確度，蒙皮的裝配主要靠卡板定位，卡板夾緊。前、中艙門的艙門梁、橫隔板、縱隔板的定位也非常重要，梁與隔板之間的相對(duì)位置直接決定了整個(gè)艙門骨架裝配的外形尺寸，靠型架上的定位器定位并夾緊，插銷鎖座、鉤形鎖座用定位器固定，完成骨架裝配。

前艙門、中艙門交點(diǎn)多，裝配協(xié)調(diào)技術(shù)要求高，不僅要保證隔板、艙門梁的精確定位，還要保證銷鎖、鉤鎖交點(diǎn)孔位置及同軸度以及骨架與蒙皮的外形要求，在機(jī)身后段配裝不僅要保證交點(diǎn)正確要求，還要保證前艙門、中艙門、機(jī)身后段對(duì)縫間隙及階差要求，發(fā)動(dòng)機(jī)艙門需拆裝靈活，艙門插銷鎖無卡死現(xiàn)象。

2 前、中艙門裝配不協(xié)調(diào)原因分析

針對(duì)艙門在機(jī)身后段裝配存在的問題，著手從頂層文件、工藝方案、工藝指令進(jìn)行問題查找，一直跟蹤現(xiàn)場(chǎng)整個(gè)艙門實(shí)際裝配的過程，找出了影響艙門裝配質(zhì)量的主要原因，具體如下：

1）試造時(shí)前艙門、中艙門的制造和裝配均采用模擬量傳遞的協(xié)調(diào)方式，其協(xié)調(diào)路線如圖1所示。

圖1 前、中艙門協(xié)調(diào)路線

（1）前艙門蒙皮、中艙門蒙皮成型模具采用模線樣板制造，模擬量的傳遞影響了零件的制造精度。

（2）艙門梁、隔板成型模具采用模線樣板制造，模擬量的傳遞影響了零件的制造精度。

（3）前、中艙門量規(guī)交點(diǎn)采用型機(jī)安裝，安裝精度低。

（4）艙門接頭定位器采用型機(jī)安裝，影響艙門接頭定位器安裝的安裝精度。

2）前艙門、中艙門在型架上是采取以骨架為基準(zhǔn)的工藝定位方法，誤差累積是從骨架傳至蒙皮，會(huì)影響蒙皮的外形。

3）前、中艙門為W狀開口結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)剛性差，在艙門裝配型架上鉚接完成后，存在一定的變形。

4）后機(jī)身為M狀大開口結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)剛性差，在后機(jī)身裝配型架鉚接完成后及安裝其他部件（垂尾、平尾、發(fā)動(dòng)機(jī)等）時(shí)，存在一定的變形。

5）艙門鉤鎖位置沒有控制好，鉤鎖與隔板對(duì)齊，隔板靠卡板定位，卡板位置不正確，見圖2。

6）前、中艙門對(duì)縫難控制，受結(jié)構(gòu)限制，需要加大設(shè)計(jì)補(bǔ)償。

圖2 鉤形鎖固定座的定位

7）飛機(jī)飛行前狀態(tài)是靠起落架支撐，后機(jī)身相對(duì)地面位置較低，裝艙門時(shí)工人師傅必須蹲著，由四個(gè)人扶住艙門，緩緩安裝，艙門安裝受工作空間限制，安裝前艙門時(shí)首先要將前艙門口蓋對(duì)好發(fā)電機(jī)通風(fēng)罩及燃油排氣口，燃油排氣口是固定的，還帶有一個(gè)角度，安裝時(shí)艙門要傾斜一個(gè)角度，對(duì)好后才能進(jìn)行艙門的安裝。

8）前、中艙門中間的銷座孔錯(cuò)位，快卸銷裝不上，分析其原因主要是中下大梁剛性不夠，裝配后，手握住才能將其輕輕移動(dòng)，其次艙門也有變形，造成銷座不同心，快卸銷裝不上。

3 工藝措施

針對(duì)上述存在的問題，經(jīng)過分析研究，采取了以下措施。

1）小批生產(chǎn)后，前、中艙門的制造和裝配均采用以數(shù)字量傳遞為主、局部以標(biāo)準(zhǔn)工裝協(xié)調(diào)為輔的綜合工作法，其協(xié)調(diào)路線見圖3。

圖3 前、中艙門協(xié)調(diào)路線

（1）前艙門蒙皮、中艙門蒙皮成型模具采用數(shù)控制造技術(shù)，按數(shù)模加工型面，提高零件加工精度，保證前艙門蒙皮、中艙門蒙皮外形符合理論要求。

（2）艙門梁、橫隔板成型模具采用數(shù)控制造技術(shù)，按數(shù)模加工型面，提高零件加工精度，保證艙門梁、橫隔板外形符合理論要求。

（3）前、中艙門量規(guī)及后機(jī)身量規(guī)交點(diǎn)全部采用激光跟蹤儀安裝，提高量規(guī)接頭安裝精度。

（4）前艙門裝配型架交點(diǎn)、中艙門裝配型架交點(diǎn)全部采用激光跟蹤儀安裝，提高型架接頭定位器安裝精度。

2）對(duì)工藝方案進(jìn)行改進(jìn)，將前、中艙門裝配型架定位基準(zhǔn)進(jìn)行改進(jìn)，把以骨架為基準(zhǔn)的裝配定位方法改為以蒙皮外形為基準(zhǔn)的定位方法，并要求在前、中蒙皮上開制四個(gè)K孔，其中一個(gè)為腰形孔，蒙皮定位時(shí)，先用K孔定位器初定位，再用卡板對(duì)蒙皮進(jìn)行定位，卡板的型面按數(shù)控加工，卡板的安裝采用激光跟蹤儀，這就保證了蒙皮的定位精度。前、中艙門的誤差是從蒙皮開始和向骨架累積，避免艙門對(duì)合時(shí)出現(xiàn)階差。

3）摸索后機(jī)身變形規(guī)律。

機(jī)身后段為桁條式結(jié)構(gòu)。橫向受力構(gòu)件主要是數(shù)控機(jī)加框；縱向構(gòu)件主要是左、右下大梁、中梁、發(fā)動(dòng)機(jī)推力梁、長(zhǎng)桁。為了便于發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)在機(jī)身后段下部設(shè)了三個(gè)艙門，分別為前艙門、中艙門、后艙門。

為摸清后機(jī)身變形情況，我們采用數(shù)字化測(cè)量設(shè)備，即用激光跟蹤儀，對(duì)后機(jī)身框上連接孔在不同狀態(tài)進(jìn)行開檔測(cè)量，測(cè)量狀態(tài)分別有后機(jī)身下架后測(cè)量、機(jī)身合攏總裝后測(cè)量、垂尾及平尾安裝后測(cè)量、安裝發(fā)動(dòng)機(jī)后測(cè)量、安裝平尾舵機(jī)后測(cè)量，從中了解各階段后機(jī)身變形情況。同時(shí)為摸清前、中艙門變形情況，采用激光跟蹤儀對(duì)艙門各交點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，從中了解艙門變形情況。

4）內(nèi)型卡板存在缺點(diǎn)，將內(nèi)型兩半對(duì)開式卡板改為整體式卡板，準(zhǔn)確定位橫隔板的位置，保證鎖座位置的正確。

5）訂制發(fā)動(dòng)機(jī)假件、左右平尾舵機(jī)假件，模擬飛機(jī)飛行前狀態(tài)，使后機(jī)身在裝配艙門前，產(chǎn)生足夠變形，在這種狀態(tài)下裝配艙門，能夠避免裝發(fā)動(dòng)機(jī)后的飛機(jī)出現(xiàn)艙門裝不上現(xiàn)象。

6）針對(duì)前、中艙門中間的銷座孔錯(cuò)位，快卸銷裝不上，裝配時(shí)可采用長(zhǎng)柄的銷子，讓艙門銷座與后機(jī)身中支座同心，快卸銷就能裝上。

4 后續(xù)改進(jìn)建議

4.1 建議設(shè)計(jì)優(yōu)化局部結(jié)構(gòu)

分析設(shè)計(jì)數(shù)模，針對(duì)某些結(jié)構(gòu)件，建議設(shè)計(jì)進(jìn)行局部?jī)?yōu)化。

1）艙門鎖座與艙門梁之間給予設(shè)計(jì)補(bǔ)償 （即補(bǔ)償墊片），見圖4。

2）30、36 框銷座襯套增加偏心襯套，襯套與機(jī)體之間配合間隙由過盈配合改為過渡配合，安裝止動(dòng)螺釘，見圖5。

3）前、中艙門安裝時(shí)，前中艙門梁、隔板與30、36框框緣干涉，以及兩者之間相互干涉，每次都要進(jìn)行修配才能安裝。建議優(yōu)化分離面，將前中艙門的內(nèi)部結(jié)構(gòu)均偏離其分離面，即前艙門1橫隔板、艙門梁與30框框緣留出足夠間隙。同理，在前艙門與中艙門對(duì)接分離面處及中艙門與36框?qū)臃蛛x面處也要相應(yīng)留出足夠間隙，便于安裝，見圖6。

圖4 艙門鎖座與艙門梁

圖5 銷座襯套

圖6 艙門梁與框

4.2 工藝改進(jìn)

工藝方面也存在一些問題，后續(xù)將從以下方面進(jìn)行改進(jìn)。

1）優(yōu)化工藝方案，重新對(duì)合標(biāo)工，并增加一套與標(biāo)工協(xié)調(diào)的30、36框插銷孔模板，用于30、36框銷孔制造，使得協(xié)調(diào)路線一致，更好的保證艙門安裝的協(xié)調(diào)性。

2）建議將前艙門插銷座初孔φ5.5改為φ9.5，將中艙門插銷座535L6050100初孔φ5.5改為φ7.5，見圖7。

圖7 前艙門插銷座

3）優(yōu)化工藝方案，將前艙門1、5隔板上插銷孔，初孔為Φ5.5最后精加工至Φ8.1H9改為精加工至Φ8H9，配好插銷鎖后，最后精加工到Φ8.1H9，見圖8。

圖8 插銷鎖

4）對(duì)飛行前狀態(tài)艙門反復(fù)拆裝，考慮設(shè)置輔助設(shè)備，即前艙門托車，將艙門固定在托車上，從機(jī)身下部緩緩?fù)迫?，?duì)接時(shí)，利用托車的升降機(jī)構(gòu)，再緩緩升起，這將減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。

5 結(jié)語

通過分析，找到了影響前艙門、中艙門裝配困難的原因，并針對(duì)各項(xiàng)具體問題提出了改進(jìn)措施，即通過優(yōu)化工藝方案、采取數(shù)字測(cè)量技術(shù)等手段進(jìn)一步改善前、中艙門裝配困難狀況。從目前艙門生產(chǎn)的情況來看，前艙門插銷鎖與后機(jī)身銷鎖座、中艙門插銷鎖與前艙門插銷座對(duì)接良好。

[1]王云渤,張關(guān)康,馮宗律.飛機(jī)裝配工藝學(xué).北京:國(guó)防工業(yè)出版社，1990，1.

[2]《航空制造工程手冊(cè)》總編委會(huì).航空制造工程手冊(cè).北京:北京航空工業(yè)出版社，2010，12.