孫 勇

(海軍裝備部，陜西 西安 710089)

1 故障現(xiàn)象

按照某型飛機(jī)機(jī)身裝配技術(shù)條件和表面質(zhì)量技術(shù)條件規(guī)定，部件對合處蒙皮對縫階差[1]允許順航向階差(簡稱順差)為+1.0mm，局部(20%)可到+2.0mm。

該型飛機(jī)在進(jìn)行批量生產(chǎn)時連續(xù)三架機(jī)身前段和中段對接時，對接框處階差超出技術(shù)條件的規(guī)定。這將改變飛機(jī)的氣動外形，使飛機(jī)的氣動性能受到負(fù)面影響[2]。通過對超差數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)機(jī)身前段對接框框緣外形比中段對接框外形肥大，且主要集中在正下方0長桁(即飛機(jī)中軸線)左右。

2 原因分析

機(jī)身前段對接框框緣由上、下框緣零件組成，在機(jī)身部件裝配階段框緣僅和外蒙皮通過一排鉚釘連接，另外兩排鉚釘是在部件對接時僅用于鉚接對接條帶。機(jī)身前段對接框剛性較弱，機(jī)身中段對接框是與機(jī)身骨架進(jìn)行鉚接的，剛性較強(qiáng)，不易變形。因此，初步懷疑機(jī)身前段對接框框緣外形超差的可能性較大。

為查清是前段還是中段對接框外形存在問題，申請制造了對接框外形檢驗平板，用以檢查飛機(jī)部件吊下裝配型架后對接框的實際外形。依據(jù)申請的對接框檢驗平板，分別檢查尚未對接的幾架機(jī)身前段和中段，發(fā)現(xiàn)中段對接框外形符合設(shè)計公差，且靠近下差。而機(jī)身前段對接框外形超差，且主要集中在左右3長桁之間，實際檢查數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 按照檢驗平板實測的機(jī)身前段對接框外形超差尺寸(單位：mm)順航向左側(cè)

順航向右側(cè)

以上數(shù)據(jù)顯示的超差趨勢與部件對接后的實際超差現(xiàn)象一致。因此，可以確定部件對接階差產(chǎn)生的原因是機(jī)身前段對接框框緣外形超差[3]。

進(jìn)一步分析機(jī)身前段對接框框緣的裝配工藝過程并結(jié)合超差部位及數(shù)據(jù)，認(rèn)為可能是以下原因?qū)е铝俗罱K的超差。

2.1 框緣零件局部外形不好

框緣按照型架卡板加墊板定位時，圓弧處外形與卡板不貼合，自由狀態(tài)間隙最大達(dá)到2mm，因此懷疑框緣零件局部外形超差。故要求部件裝配車間將庫存的對接框框緣零件返回零件車間，并按照其制造、檢驗依據(jù)——檢驗?zāi)＿M(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)上框緣零件外形和檢驗?zāi)Ｍ庑芜吘壘€在圓弧處不重合；而下框緣零件根本不符合檢驗?zāi)?，直觀檢查可以看出是零件角度做反。按照對接框處模線設(shè)計，下框緣零件順航向應(yīng)是閉斜角。經(jīng)查實，出現(xiàn)這種情況的原因在于：

(1)工裝制造車間在上一次返修檢驗?zāi)９ぷ髦校瑢z驗?zāi)５闹圃煲罁?jù)——標(biāo)準(zhǔn)平板前后面裝反，導(dǎo)致檢驗?zāi)Ｉ系目繅K角度作反，這樣零件車間依據(jù)此檢驗?zāi)Ｖ圃?、檢查的零件也隨之錯誤，并且零件交付到部裝車間。

(2)零件車間發(fā)現(xiàn)零件角度錯誤，并查出工裝制造車間將檢驗?zāi)Ｉ系目繅K角度修錯后，對未交付的零件進(jìn)行了控制，但沒有及時追回已經(jīng)交付到部裝車間的零件，導(dǎo)致外形超差的零件裝機(jī)。

2.2 機(jī)身前段總裝型架卡板外形超差

依據(jù)外形卡板定位的框緣鉚接后外形偏肥，懷疑卡板外形存在問題，因此要求工裝制造車間檢查機(jī)身前段對接框外形卡板。起先，工裝制造車間將型架上的對接框外形卡板拆下，在標(biāo)準(zhǔn)劃線鉆模平板上進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。但如此檢查，不能反映外形卡板在型架上的實際工作狀態(tài)，因此要求工裝制造車間在裝配型架上進(jìn)行檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)左右11長桁之間外形均肥大超出公差，數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 按照標(biāo)準(zhǔn)平板檢測的對接卡板外形超差數(shù)據(jù)(單位：mm)

可以看出卡板外形偏肥，主要集中在左右3長桁之間，和產(chǎn)品超差部位基本一致。對接框外形的設(shè)計公差為+0.7mm～-1.2mm，而0長桁卡板外形已超差+0.75mm，按照此卡板進(jìn)行裝配，必然導(dǎo)致外形偏肥。

2.3 裝配過程中應(yīng)力過大

由于機(jī)身前段對接框框緣剛性較弱，并且框緣零件局部外形與圖紙不符，在裝配過程中定位加緊框緣時產(chǎn)生了較大的應(yīng)力[4]，產(chǎn)品下架后應(yīng)力釋放將引起外形變化。證據(jù)如下：

(1)關(guān)上外形卡板，框緣處于夾緊狀態(tài)下，在對接框平板上畫出零件邊緣線標(biāo)記，然后打開卡板，發(fā)現(xiàn)框緣零件立即向下回彈，向外擴(kuò)張出約2mm，說明定位過程中應(yīng)力很大。

(2)產(chǎn)品下架前用外形檢驗卡板檢查對接框外形[5]，0長桁處外形偏大0.7mm，產(chǎn)品下架后用檢驗平板檢查對接框外形，0長桁外形肥大達(dá)1.7mm，從此可以看出機(jī)身前段下架前后對接框外形也存在變形。

3 問題的解決

3.1 零件制造

要求工裝制造車間按照標(biāo)準(zhǔn)平板檢修零件檢驗?zāi)?，?jīng)檢查合格后，零件車間按此合格的檢驗?zāi)Ｖ圃臁z查的后續(xù)零件可以達(dá)到設(shè)計要求。

3.2 型架卡板外形

要求工裝制造車間按照標(biāo)準(zhǔn)平板返修對接框外形卡板。返修后檢查卡板外形，卡板外形與標(biāo)準(zhǔn)平板之間的間隙應(yīng)符合理論值的要求。

3.3 裝配應(yīng)力

在框緣零件、裝配型架卡板已經(jīng)返修合格的情況下，如何減小裝配過程中的應(yīng)力就成了影響對接框外形的主要因素[6]。通過分析工藝過程，決定從以下幾個方面進(jìn)行控制：

(1)框緣零件在裝配型架按照對接框外形卡板定位時，嚴(yán)格依據(jù)工藝文件加墊片，并仔細(xì)檢查零件外形在自由狀態(tài)下是否和外形卡板貼合，尤其是圓弧部位，不符合裝配要求的零件不允許裝機(jī)。

(2)零件夾緊部位盡量選在平直段，不要夾在圓弧處，在關(guān)閉外形卡板、零件夾緊的狀態(tài)下鉆對接孔[7]，鉆后用型架螺栓把緊。

(3)定位、鉚接蒙皮時必須關(guān)上外形卡板。

(4)工藝補(bǔ)償。即根據(jù)實際情況在卡板與框緣之間另外加上一定厚度的工藝墊板，最終使產(chǎn)品滿足外形要求。

4 措施的驗證

在工裝檢修合格后，從H架機(jī)開始用新制的合格框緣零件進(jìn)行裝配，并且裝配時在卡板與框緣之間加上了一定厚度的工藝墊板，機(jī)身前段下架后按照標(biāo)準(zhǔn)平板對對接框外形進(jìn)行了檢查，情況如表3和表4所示。

表3 按照檢驗平板實測的H架機(jī)機(jī)身前段對接框外形尺寸(單位：mm)

表4 按照檢驗平板實測的I架機(jī)機(jī)身前段對接框外形尺寸(單位：mm)

可以看出，數(shù)據(jù)完全符合技術(shù)條件的要求。證明找到了問題的根本原因，并且解決措施正確，效果明顯。即將下架的J架機(jī)在架上的測量數(shù)據(jù)也符合要求。跟蹤后續(xù)3架飛機(jī)的對接過程證明，機(jī)身前段與中段對接時，階差超差的問題沒有再次出現(xiàn)。

5 結(jié)語

該故障表面上看只是兩個大部件的對接部位外形不協(xié)調(diào)造成的，但是經(jīng)過仔細(xì)調(diào)查分析就會發(fā)現(xiàn)，造成該故障的原因包含了零件制造、裝配型架卡板外形、裝配應(yīng)力這三方面的因素。這就說明我們分析問題一定要全面，而且要判斷出主要矛盾，不要因為過分強(qiáng)調(diào)次要矛盾，反而忽略了主要矛盾。

在處理此問題的過程中，工藝人員發(fā)現(xiàn)零件外形有問題后，就做出零件外形不合格導(dǎo)致了最終超差的結(jié)論，但是經(jīng)過認(rèn)真分析后得出，零件外形的超差并不會導(dǎo)致出現(xiàn)如此嚴(yán)重的后果。通過對最近7架機(jī)的機(jī)身前段和機(jī)身中段下架前后對接框外形的數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，機(jī)身中段下架前后對接框外形的數(shù)據(jù)變化不大，而機(jī)身前段下架后對接框外形的數(shù)據(jù)與下架前相比明顯肥大。由此不難得出裝配應(yīng)力才是問題的主要原因，也不排除裝配型架卡板外形超差。

最后，從零件制造、裝配型架卡板外形、裝配應(yīng)力這三方面進(jìn)行全面控制，才徹底解決了問題。此問題的解決，為機(jī)身大部件對接出現(xiàn)階差超差的現(xiàn)象提供了典型的分析和解決方法，對今后的工作具有一定的指導(dǎo)意義。

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