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        顯示護(hù)目鏡裂紋故障分析及改進(jìn)

        2021-01-10 17:26:09婁紅濤楊曉敏董冉
        科學(xué)與生活 2021年28期
        關(guān)鍵詞:膠液護(hù)目鏡頭盔

        婁紅濤 楊曉敏 董冉

        摘要:某新型綜合瞄準(zhǔn)顯示頭盔首次加工時,顯示護(hù)目鏡孔口周邊出現(xiàn)環(huán)狀裂紋,與以往發(fā)生的同類型故障進(jìn)行對比后發(fā)現(xiàn),裂紋產(chǎn)生原因與以往不同。經(jīng)過多輪次分析和驗(yàn)證,找到了此次裂紋產(chǎn)生的主要原因?yàn)榕浜铣叽绮粎f(xié)調(diào)和顯示護(hù)目鏡孔質(zhì)量差,在生產(chǎn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上采取較為經(jīng)濟(jì)的措施,解決了裂紋問題。

        關(guān)鍵詞:護(hù)目鏡裂紋 配合質(zhì)量

        0引言

        顯示護(hù)目鏡組件是某新型綜合瞄準(zhǔn)顯示頭盔(以下簡稱:頭盔)的重要組件之一,首批組件裝配后發(fā)現(xiàn)顯示護(hù)目鏡(以下簡稱:護(hù)目鏡)出現(xiàn)了如圖1右邊所示的環(huán)形發(fā)散狀裂紋。

        1故障對比及分析

        公司在2016年發(fā)生過護(hù)目鏡裂紋問題,裂紋的現(xiàn)象與此次類似。當(dāng)年將裂紋原因定位為:樂泰243螺紋鎖固密封膠(以下簡稱:243膠)侵蝕護(hù)目鏡裝配孔,產(chǎn)生微裂紋,護(hù)目鏡使用一段時間后,在應(yīng)力的作用下,微裂紋擴(kuò)散導(dǎo)致護(hù)目鏡孔產(chǎn)生環(huán)形發(fā)散狀裂紋。處理方法為將243膠改為XY-401膠液,按更改后的狀態(tài)進(jìn)行生產(chǎn)時,護(hù)目鏡孔未再出現(xiàn)裂紋。此次裂紋與2016年護(hù)目鏡裂紋的不同之處在于,此次裝配后,在很短的時間(裝配兩天之后),就產(chǎn)生明顯的裂紋,而2016年的護(hù)目鏡裂紋是逐步產(chǎn)生和擴(kuò)大,自然環(huán)境下1個月后才產(chǎn)生明顯可觀察到的裂紋,兩者在裂紋產(chǎn)生時間上有明顯的差異。

        對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,產(chǎn)生裂紋可能有如下幾個原因:①護(hù)目鏡材料不合格;②膠液侵蝕護(hù)目鏡孔;③護(hù)目鏡孔質(zhì)量差;④各零件尺寸不協(xié)調(diào),護(hù)目鏡孔被擠壓。

        2 原因排查及驗(yàn)證

        2.1 護(hù)目鏡材料分析

        此次裂紋護(hù)目鏡為外購件,護(hù)目鏡材料為聚碳酸酯,此廠家提供的其他型號護(hù)目鏡(材料也為聚碳酸酯)在同一時間未發(fā)生裂紋現(xiàn)象,初步排除廠家材料和加工原因。

        2.2 首輪方案策劃及驗(yàn)證(針對膠液和孔的質(zhì)量)

        為了分析膠液和孔質(zhì)量對裂紋的影響,項(xiàng)目組策劃了4種測試方案,用于故障復(fù)現(xiàn),測試結(jié)果見表1,放置24小時后觀察,4種狀態(tài)均出現(xiàn)明顯裂紋,裂紋程度有差異。

        對比方案1和方案2、方案3和方案4可知,在較短時間內(nèi)無論是否涂抹膠液,均會出現(xiàn)明顯裂紋,因此膠液的影響可以排除。對比方案1和方案3、方案2和方案4,其他條件相同時,鉸孔后裂紋情況明顯變輕,鉸孔會改善護(hù)目鏡孔的圓度和錐度,提高孔的質(zhì)量。初步判定,提高孔的質(zhì)量會減輕裂紋程度,但不能完全消除裂紋,孔質(zhì)量是產(chǎn)生裂紋的原因之一。

        2.3 第二輪方案策劃及驗(yàn)證(針對組件結(jié)構(gòu)及尺寸)

        由于第一輪方案未能找出護(hù)目鏡裂紋的全部原因,項(xiàng)目組對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和裝配流程進(jìn)行了再次分析。此新型頭盔護(hù)目鏡組件與其他型號頭盔護(hù)目鏡組件的主要區(qū)別在于,護(hù)目鏡的孔內(nèi)裝配了套筒,此種結(jié)構(gòu)在護(hù)目鏡組件屬于首次。對裝配過程進(jìn)行觀察時發(fā)現(xiàn),套筒裝入護(hù)目鏡裝配孔時,套筒存在不同程度的突出,如圖1左邊所示。研發(fā)人員設(shè)計(jì)此結(jié)構(gòu)的初衷是,將套筒和護(hù)目鏡孔設(shè)計(jì)成過渡配合,在一定的壓力下將套筒壓入護(hù)目鏡孔,但未對壓入后所產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行評估和試驗(yàn)。在實(shí)際生產(chǎn)中,由于護(hù)目鏡孔是注射成型,在脫模時,會形成一定的橢圓和錐度誤差,產(chǎn)品最后裝配時,兩者屬于過盈配合,套筒需要較大外力才能壓入護(hù)目鏡孔。實(shí)際使用時,護(hù)目鏡組件裝配在盔體兩側(cè)后,套筒在兩側(cè)壓力的作用下,壓入護(hù)目鏡孔,對護(hù)目鏡孔造成擠壓,在擠壓力作用下,護(hù)目鏡孔短期內(nèi)出現(xiàn)了裂紋。為了避免護(hù)目鏡孔被擠壓,有兩種方法,第一是:對套筒進(jìn)行補(bǔ)充加工,減小外徑和長度;第二種方法是:擴(kuò)大護(hù)目鏡裝配孔尺寸。根據(jù)上述兩種方法,項(xiàng)目組再次設(shè)計(jì)了四種新的驗(yàn)證方案,測試結(jié)果見表2。停放48小時后,四種方案均未出現(xiàn)裂紋。可以判斷,護(hù)目鏡孔被套筒擠壓是裂紋產(chǎn)生的主要原因。同時也印證了第一輪方案中,鉸孔使護(hù)目鏡孔的錐度和圓度變好,套筒露出護(hù)目鏡孔較少,擠壓力小使護(hù)目鏡裂紋程度較輕。

        3 生產(chǎn)驗(yàn)證及總結(jié)

        根據(jù)確定的原因,有三種方案可以使套筒不再露出護(hù)目鏡孔。第一種方案是對護(hù)目鏡孔補(bǔ)充加工,使孔徑擴(kuò)大;第二種方案是修改護(hù)目鏡模具,注射時,直接將孔徑變大;第三種方案是,更改套筒尺寸,重新投料生產(chǎn)一批小尺寸的套筒。三種方案中,第三種方案簡單易實(shí)現(xiàn),且不會造成其他不良影響。

        根據(jù)改進(jìn)方案,首先對已出現(xiàn)裂紋的護(hù)目鏡進(jìn)行更換,后續(xù)新生產(chǎn)的頭盔也按照改進(jìn)的方案進(jìn)行生產(chǎn),經(jīng)過約3個月的使用和觀察,所有護(hù)目鏡均未產(chǎn)生裂紋。

        護(hù)目鏡裂紋問題在公司已多次出現(xiàn),每次的原因和處理方法都不完全相同。此次護(hù)目鏡裂紋問題的主要原因是由于護(hù)目鏡組件結(jié)構(gòu)變化,護(hù)目鏡孔內(nèi)裝配的軸套擠壓護(hù)目鏡孔,導(dǎo)致護(hù)目鏡孔在短時間內(nèi)就出現(xiàn)了明顯裂紋。此次護(hù)目鏡裂紋問題的出現(xiàn)和解決對于同類型其它產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝流程、生產(chǎn)裝配均有借鑒和指導(dǎo)作用。

        作者簡介:

        婁紅濤,男,本科學(xué)歷,高級工程師,現(xiàn)任航宇救生裝備有限公司三分廠工藝技術(shù)室工藝員。

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