民機(jī)研制中結(jié)構(gòu)超差類型分析

楊超眾　尹偉明

【摘 要】飛機(jī)零部件生產(chǎn)過程中，遇到的問題通常由制造超差與設(shè)計(jì)錯(cuò)誤兩類所引起。本文對故障的分類和原因進(jìn)行闡述，總結(jié)出設(shè)計(jì)、制造與裝配過程中出現(xiàn)的問題，為后繼處理相關(guān)問題提供一定的經(jīng)驗(yàn)支持。

【關(guān)鍵詞】民機(jī)；超差；制造；工藝

【Abstract】In the aircraft Manufacture， the component discrepancies are mostly caused by the manufacture discrepancy and design errors. In this paper， the reason and category of the discrepancies will be discussed， which include failures in the process of design， manufacture and assembly. This can provide some experience for solving the problem in the following fabrication.

【Key words】Aircraft； Discrepancy； Manufacture； Technology

大多數(shù)的結(jié)構(gòu)超差出現(xiàn)在飛機(jī)型號的初始制造裝配階段[1]，生產(chǎn)中出現(xiàn)的具體超差結(jié)構(gòu)零件應(yīng)當(dāng)按照超差處理原則進(jìn)行處理[2]。某型號項(xiàng)目自開始生產(chǎn)以來，產(chǎn)生的故障可分為制造偏離與設(shè)計(jì)問題兩大類。本文對故障分類和原因進(jìn)行闡述，總結(jié)出設(shè)計(jì)、制造與裝配過程中出現(xiàn)的問題，為后繼處理相關(guān)問題提供一定的經(jīng)驗(yàn)支持。

1 超差類型

本型號在設(shè)計(jì)過程中采用了多種新材料、新工藝，制造經(jīng)驗(yàn)不足，工藝方法不成熟，設(shè)計(jì)與制造協(xié)調(diào)不及時(shí)，使得研制過程中造成了不可避免的零部件超差，同時(shí)操作人員對相關(guān)要求理解不夠深刻也造成了一些人為因素的超差。

根據(jù)研制中出現(xiàn)的超差歸類，制造方面，零件尺寸超差引起的偏差最多，其次是材料噴涂、裝配問題、表面損傷的問題；設(shè)計(jì)問題中，零部件的裝配設(shè)計(jì)問題最為突出；設(shè)計(jì)制造不協(xié)調(diào)引起的超差主要為設(shè)計(jì)更改未及時(shí)執(zhí)行等。

2 超差分析

超差類性重復(fù)性最高的為尺寸問題、涂層超厚和裝配問題。

2.1 尺寸超差

零件尺寸超差中，工裝問題、工藝不完善及工人經(jīng)驗(yàn)不足造成的超差最多。具體原因有工藝指令不完善、工人操作錯(cuò)誤、識圖錯(cuò)誤、劃線不準(zhǔn)確、工裝誤差、工藝方法、設(shè)計(jì)問題、模具問題等。

其中，工藝方法不完善主要表現(xiàn)在工藝方法不成熟、裝夾方式不當(dāng)、加工程序刀路不太完善，造成銑切過量、銑傷等超差。圖1為某零件銑切不當(dāng)導(dǎo)致的超差。

模具參數(shù)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，導(dǎo)致一部分長桁下陷尺寸超差、框板彎邊超差等。如長桁采用熱壓下陷加工，長桁下陷區(qū)域不平整，有明顯鼓包形狀，并出現(xiàn)裂紋，主要原因是下陷模具設(shè)計(jì)不合理，模具下陷過渡區(qū)尺寸超差；工人劃線不仔細(xì)、模具使用不當(dāng)，也導(dǎo)致長桁下陷尺寸有所偏大或偏移，如示意圖2；機(jī)身隔框的模具外圓R偏小，導(dǎo)致框板彎邊的內(nèi)R偏小。經(jīng)過前期的工藝參數(shù)調(diào)整，返修模具，零件質(zhì)量得到很大改善。

設(shè)計(jì)問題中，設(shè)計(jì)不完善和設(shè)計(jì)更改未及時(shí)執(zhí)行也導(dǎo)致了一部分超差。

2.2 裝配超差

裝配超差分別由制造超差、設(shè)計(jì)缺陷引起。裝配問題主要表現(xiàn)為裝配干涉、裝配間隙、工裝空間不足等。如圖3為壁板框的連接緊固件短邊距所引起的裝配超差。

制造引起的超差問題中，需要控制制造精度、工裝設(shè)計(jì)，提高定位度。例如，由于工裝設(shè)計(jì)不完善、精度不夠，導(dǎo)致客艙地板立柱垂直度超差，后續(xù)改進(jìn)了工裝設(shè)計(jì)，訂制立柱安裝輔助工裝，從而有效地控制了立柱的垂直度。因設(shè)計(jì)引起的超差通過完善設(shè)計(jì)后基本可以杜絕。

2.3 漆層超厚

由于操作工人未掌握噴涂技巧，在噴涂過程中造成了一批零件的漆層超厚。

2.4 其他

造成表面損傷的因素中，有零件周轉(zhuǎn)過程中保護(hù)不當(dāng)、意外碰傷、工藝參數(shù)不合理等，如圖4為某零件因保護(hù)不當(dāng)而意外碰傷。由于設(shè)計(jì)更改而工藝指令未及時(shí)執(zhí)行，也造成了一部分鍍層、黏結(jié)劑的替換；加工刀具及加工參數(shù)（刀具的轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量）不當(dāng)，導(dǎo)致一些復(fù)材件出現(xiàn)毛刺。

3 改進(jìn)措施

結(jié)構(gòu)超差處理所應(yīng)遵循的基本原則就是確保其靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度，防止出現(xiàn)過大的殘余應(yīng)力，從而保證飛機(jī)結(jié)構(gòu)所預(yù)期的完整性。

設(shè)計(jì)問題引起的超差，可通過完善設(shè)計(jì)而杜絕。如某些設(shè)計(jì)沒有考慮到制造的實(shí)際能力，需在符合規(guī)范的條件下適當(dāng)降低精度要求；對于設(shè)計(jì)引起的裝配間隙、干涉、裝配空間不足的問題，優(yōu)化零組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

制造方面，結(jié)合型號的制造經(jīng)驗(yàn)，針對性地改進(jìn)制造工藝。完善工藝參數(shù)和加工方式，提高工裝水平，調(diào)整模具參數(shù)，制造偏離問題會大幅度減少。對于制造難度較大的零件如蒙皮，需要進(jìn)行相應(yīng)的工藝試驗(yàn)。工人操作水平的提升、管理措施的完善，也會降低超差問題的出現(xiàn)；對于表面損傷及漆層脫落，需要加強(qiáng)防護(hù)，以保證零件的表面質(zhì)量。

在飛機(jī)研制過程中，設(shè)計(jì)與制造應(yīng)保持緊密的溝通協(xié)調(diào)，完善設(shè)計(jì)制造流程，使設(shè)計(jì)更改能及時(shí)得到貫徹，盡量避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)制造不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的超差問題。

4 結(jié)論

本文對于研制過程中零部件出現(xiàn)的超差問題，從制造超差和設(shè)計(jì)問題兩個(gè)角度進(jìn)行了分析，為后繼生產(chǎn)過程提供一定的參考。隨著設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的杜絕，制造中工裝水平的提升、加工參數(shù)的合理化、管理的完善以及工人操作水平的提升，制造偏離問題會大幅度減少，從而確保飛機(jī)的結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

[1]牛春勻.實(shí)用飛機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析及尺寸設(shè)計(jì)[M].馮振宇等譯.航空工業(yè)出版社，2009.

[2]中國航空工業(yè)總公司第六四〇研究所.麥道聯(lián)絡(luò)工程手冊[M].航空工業(yè)出版社，1997.

[責(zé)任編輯：王偉平]