林萬蔚 楊鵬 王玉坤 王鶴 張海月

(四達機械制造公司 陜西 咸陽 712201)

彈射機構(gòu)為座椅與飛機座艙連接的重要部件，應(yīng)急彈射時，彈射機構(gòu)以一定的初速度將人椅系統(tǒng)推出座艙[1-3]，它的好壞直接關(guān)系到飛機彈射救生系統(tǒng)能否正常工作，對飛行員生命安全發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

某型飛機彈射機構(gòu)主要外筒、中筒、內(nèi)筒、打火機構(gòu)及鎖活塞組成。其中，外筒、內(nèi)筒和鎖活塞組成鋼珠鎖。鋼珠鎖用于正常飛行狀態(tài)承載和傳遞人椅載荷以及彈射狀態(tài)的解鎖。它的鋼球收口質(zhì)量將直接影響彈射機構(gòu)的性能，收壓過松無法保證鎖止可靠性，收壓過緊則無法保證解鎖的流暢性，甚至導(dǎo)致無法解鎖。

該型飛機彈射機構(gòu)無損檢測后發(fā)現(xiàn)其內(nèi)筒經(jīng)常出現(xiàn)裂紋，無法正常裝機使用。換新的內(nèi)筒需在裝配工序進行鋼珠收口?，F(xiàn)有鋼珠收口工藝由于工裝設(shè)計可靠性差、工藝流程方法不清晰，導(dǎo)致合格率一直較低。為提高鋼珠鎖鋼球收口工藝的合格率，保證鋼珠鎖的鎖止可靠性和解鎖流暢性，特開展鋼珠鎖鋼珠收口工藝研究。

1 現(xiàn)有工藝方法分析與改進

彈射機構(gòu)內(nèi)筒鋼珠鎖收口部位如圖1 所示，現(xiàn)有工藝流程可歸納為內(nèi)筒裝夾、定位、收壓，采用老式的50T 液壓壓力機進行加載，然后取下內(nèi)筒進行機械性能試驗。該工藝設(shè)計的收口工裝，在加載方向未設(shè)置定位，會產(chǎn)生因鋼珠孔加工分布誤差導(dǎo)致的收壓壓痕偏斜的現(xiàn)象。另外，現(xiàn)有的收壓工藝中收壓力的設(shè)定沒有考慮材料、熱處理狀態(tài)的不同會對收口狀態(tài)產(chǎn)生一定的影響[4]，因此每批產(chǎn)品采用同樣的收壓力進行收壓后，鋼球的壓出力會有一定的偏差，甚至出現(xiàn)超出工藝技術(shù)要求的情況。

圖1 彈射機構(gòu)收口部位示意圖

設(shè)計收口工具模型圖如圖2所示，設(shè)計思路如下。

圖2 收口工具模型圖

改進的收口工具主要由主體、收口器、中心軸、旁銷、縱向定位銷等組成。主體作為收口工具的基體，提供整個工具的強度，為其余的零件提供支撐；收口器用于傳遞液壓機的加載力和獲得符合技術(shù)要求的收口形貌；中心軸、旁銷用于對內(nèi)筒的夾持和定位；縱向定位銷用于對收口器的定位。

改進的收口工具采取自定位方式，在收口器縱向制作定位孔，將定位銷插入定位孔同時穿入內(nèi)筒工藝孔，保證定位準確，進而保證收壓壓痕沿鋼珠孔均勻環(huán)繞，不會產(chǎn)生偏斜現(xiàn)象[5-8]。

2 收口工藝的確定

2.1 技術(shù)要求

內(nèi)筒鋼球收口后，內(nèi)筒收壓部位的壓痕形狀、深度應(yīng)符合要求，內(nèi)筒收口區(qū)域內(nèi)孔用Φ31D6量規(guī)檢查通過性要好，內(nèi)筒鋼球反向壓出力應(yīng)在1 960～3 920 N范圍內(nèi)。

2.2 收口合格品的判定

內(nèi)筒鋼球收口形態(tài)模型具體見圖3。

圖3 內(nèi)筒鋼球收口形態(tài)模型圖

依據(jù)內(nèi)筒鋼球收口技術(shù)要求，制定內(nèi)筒收口合格品判定標準：制作內(nèi)筒鋼球收口標準樣件，對收壓部位的壓痕形狀、深度進行約束，用于判定收口外觀質(zhì)量是否符合技術(shù)要求；制作Φ31D6 專用塞規(guī)，用于判定內(nèi)筒收口區(qū)域內(nèi)孔的通過性是否符合要求；設(shè)置內(nèi)筒鋼球反向壓出力試驗，用于判定收壓后的鋼珠壓出力是否符合要求。

2.3 試壓

2.3.1 設(shè)定試壓參數(shù)

設(shè)置預(yù)加載力和收壓時間兩個收壓參數(shù)，逐一對收口外觀、內(nèi)孔通過性和壓出力進行驗證。通過試驗驗證，鋼球收口質(zhì)量與加載力直接相關(guān)，而與收壓時間無關(guān)。

2.3.2 收口外觀和內(nèi)孔通過性試驗

選取一件新品內(nèi)筒進行試收壓，確定收口外觀質(zhì)量符合標準樣件和內(nèi)孔通過性滿足技術(shù)要求的預(yù)加載力，試驗結(jié)果如表1所示。試驗結(jié)果顯示：當加載力在100～120 kN時，收口外觀和內(nèi)孔通過性均符合技術(shù)要求。

表1 收口外觀和通過性試驗結(jié)果 （單位：kN）

2.3.3 壓出力試驗

選取一件新品內(nèi)筒進行試收壓，確定收口壓出力符合技術(shù)要求的預(yù)加載力，試驗結(jié)果如表2 所示。試驗結(jié)果顯示，當加載力在100～110 kN 時，鋼球壓出力滿足技術(shù)要求。

表2 壓出力試驗結(jié)果 （單位：kN）

考慮到內(nèi)筒的材料、熱處理狀態(tài)不同，會對壓出力產(chǎn)生一定的影響。選取不同制造批次的另一件新品內(nèi)筒進行試收壓，確定收口壓出力符合技術(shù)要求的預(yù)加載力，試驗結(jié)果具體見表3。上述試驗結(jié)果表明：不同制造批次的內(nèi)筒在相同的加載力作用下鋼球壓出力會存在一定的偏差。

表3 該批次收壓參數(shù)確定值 （單位：kN）

2.3.4 收口后試裝檢查

對上述收壓合格的內(nèi)筒按修理工藝要求進行產(chǎn)品試裝，結(jié)果均滿足彈射機構(gòu)安裝使用要求。

2.4 收口工藝的確定

由上述試驗檢查結(jié)果可知，收口質(zhì)量的好壞取決于預(yù)加載力的大小，考慮到內(nèi)筒的材料、熱處理狀態(tài)的不同，會對壓出力產(chǎn)生一定的影響。因此，在每批中抽取一件內(nèi)筒作為試驗件，進行試壓，試壓合格后再進行批量收壓。

具體工藝流程圖如圖4所示。

圖4 鋼珠收口工藝流程圖

操作方法具體如下：將內(nèi)筒安裝到收壓工具上，再將收壓工具放在工作臺的中間位置，此時由兩人協(xié)同操作，一人手扶內(nèi)筒尾部，一人操縱壓力機，直至壓力機上工作面壓緊收口器，此時手扶內(nèi)筒人員才可撤離；繼續(xù)操縱壓力機緩慢地對收壓工具施加壓力，直到加壓至選定的壓力值，保持此壓力收壓2～3 s，然后卸除壓力。

圖5 為收口工具裝夾示意圖。

圖5 收口工具裝夾示意圖

由于內(nèi)筒較長，裝夾時需一人手扶，一人施壓。后續(xù)的改進方向可以加裝支撐工裝，以替代人員手扶操作，實現(xiàn)單人裝夾、單人施壓，減少人力成本，同時提高生產(chǎn)效率。

3 結(jié)語

本文對某型飛機彈射機構(gòu)內(nèi)筒鋼珠鎖鋼珠收口工藝做出了創(chuàng)新與改進，汲取了現(xiàn)有工藝的優(yōu)點，設(shè)計制造新的工裝定位夾具，分析了會對鋼珠收口工序產(chǎn)生影響的參數(shù)，為批量加工確定了收壓參數(shù)并提出了后續(xù)改進方向。