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    通用飛機(jī)風(fēng)擋玻璃制造技術(shù)研究

    2016-12-31 00:00:00趙敏
    科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年11期

    摘 要:文章介紹了國內(nèi)通用飛機(jī)的發(fā)展趨勢,以及通用飛機(jī)風(fēng)擋玻璃的國內(nèi)市場需求及制造技術(shù)現(xiàn)狀。詳述了通用飛機(jī)風(fēng)擋玻璃低成本制造技術(shù)研究。

    關(guān)鍵詞:通用飛機(jī);風(fēng)擋玻璃;低成本制作

    引言

    隨著中國低空空域不斷放開的政策引導(dǎo)下,使得中國通用飛機(jī)市場成為全世界通用航空業(yè)者最垂涎的“蛋糕”。龐巴迪、灣流、塞斯納、豪客比奇等世界知名通用飛機(jī)制造商紛紛展開在國內(nèi)合作項(xiàng)目。在國家及地方政策大力扶持下,各地正新建數(shù)十個(gè)航空產(chǎn)業(yè)地基。中國通航產(chǎn)業(yè)市場正在步入高速發(fā)展階段。在未來幾年中,國內(nèi)通用飛機(jī)持有量即制造數(shù)量將呈幾何級(jí)數(shù)增長。

    風(fēng)擋玻璃作為通用飛機(jī)的一項(xiàng)不可或缺的關(guān)鍵零件,因其獨(dú)特的加工工藝技術(shù)及零件薄、尺寸大、外形復(fù)雜、批產(chǎn)量大、低制造成本的產(chǎn)品特點(diǎn),使國內(nèi)通用飛機(jī)風(fēng)擋玻璃制造技術(shù)及制造產(chǎn)業(yè)相對空白。面對國內(nèi)通用飛機(jī)市場巨大的需求,加速完善國內(nèi)通用飛機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈條,搶占市場先機(jī)。有必要大力發(fā)展飛機(jī)風(fēng)擋玻璃低成本制作技術(shù)。

    1 通用飛機(jī)風(fēng)擋玻璃產(chǎn)品介紹

    小型通用飛機(jī)風(fēng)擋普遍采用單塊鑄造丙稀酸脂有機(jī)玻璃,其設(shè)計(jì)尺寸大,無中央隔框,平面投影面積約2m×1m,厚度約3-5mm。在保證飛機(jī)氣動(dòng)性能的同時(shí),給內(nèi)部乘員提供良好的視界,還能使飛機(jī)外觀時(shí)尚美觀。

    2 風(fēng)擋玻璃材料選擇

    座艙蓋透明件材料要求具有良好的光學(xué)性能,透光度應(yīng)在90%以上,能為飛行員提供清晰的視界,同時(shí)又要具有一定的綜合力學(xué)性能,可以承受一定載荷作用。目前用于座艙蓋透明件的材料有兩大類,一類為丙稀酸脂材料,另一類為聚碳酸脂材料。

    聚碳酸脂材料優(yōu)點(diǎn)是韌性好,疲勞強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度高,缺點(diǎn)是硬度低,使用中易磨損和劃傷,需要在表面涂一層耐磨油脂,另外透光度(88-91%)比丙稀酸脂材料(91%)略低。但由于透光度難以達(dá)到要求,聚碳酸脂材料使用并不普遍。

    丙稀酸脂材料優(yōu)點(diǎn)是透光度高,具有一定的硬度,缺點(diǎn)是比較脆。目前飛機(jī)座艙蓋透明件普遍采用丙稀酸脂材料。丙稀酸脂又分為拉伸丙稀酸脂(也稱定向有機(jī)玻璃)和鑄造丙稀酸脂(也稱非定向有機(jī)玻璃)兩種,拉伸丙稀酸脂與鑄造丙稀酸脂相比,韌性好、疲勞強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度高,由于拉伸丙稀酸脂需要吹塑成形,其成形技術(shù)難度高、制造成本高。對于通用飛機(jī)風(fēng)擋外形太復(fù)雜、制造成本低的原因,只能選用鑄造丙稀酸脂材料。

    3 某型飛機(jī)風(fēng)擋加工過程介紹

    3.1 典型工藝流程圖(見圖1)

    3.2 典型工藝流程

    (1)原材料儲(chǔ)存

    原材料尺寸36\"×72\",室溫下儲(chǔ)存,濕度不高于70%,環(huán)境無大量灰塵。

    (2)原材料檢驗(yàn)

    去除保護(hù)紙并檢驗(yàn)材料厚度及表面質(zhì)量,是否存在劃傷、氣泡、雜質(zhì)、裂痕等質(zhì)量缺陷。

    (3)成型前的準(zhǔn)備

    檢查成型工裝胎面是否潔凈,成型工裝胎面須在成型4-6架份后,在胎面上重新均勻撒嬰兒爽身粉(中性)。成型工裝胎面每兩年更換氈布。然后將材料懸掛至滑軌上,使用中性肥皂水對玻璃兩面進(jìn)行清洗。

    (4)材料加熱

    將材料懸掛至烘箱滑軌,并送至烘箱內(nèi)加熱。升溫至160±5℃,并保溫14min。

    (5)零件成型

    零件出爐時(shí),工人應(yīng)迅速、動(dòng)作協(xié)調(diào)一致,將零件取下。材料需在5秒鐘內(nèi)放到工裝胎面上。兩名工人端起風(fēng)擋材料應(yīng)同時(shí)置于工裝胎面上,不允許將零件離開胎面重新調(diào)整,并且材料兩端余量應(yīng)相當(dāng)。

    然后迅速將成型工裝上蓋板扣下,并進(jìn)行人工壓緊。在材料冷卻10分鐘后,對材料表面按零件邊緣線進(jìn)行標(biāo)記,最后取下。

    如果零件成型后出現(xiàn)折皺等質(zhì)量缺陷,可將玻璃回爐重新加熱成型。經(jīng)驗(yàn)表明重新成型次數(shù)不能超過3次。

    (6)光學(xué)檢驗(yàn)

    成型后的零件在暗室中對著光柵檢驗(yàn)零件的光學(xué)性能。對出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷進(jìn)行打磨返修或者回爐返工。

    (7)零件回火

    零件在70±5℃的封閉潔凈空間內(nèi),回火12-20小時(shí)。以便消除零件成型時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力。

    (8)噴涂膠衣

    為防止在儲(chǔ)存、周轉(zhuǎn)、裝配的過程中零件表面受到劃傷,對零件表面噴涂保護(hù)膠衣。

    (9)切割零件

    將零件放至銑切工裝上,按銑切工裝托架邊緣銑切零件外形,并去除銳邊及毛刺。銑切工具選擇轉(zhuǎn)速為20000轉(zhuǎn)/分鐘的高速手持銑槍。切割時(shí)應(yīng)注意銑刀與零件表面盡量成垂直狀態(tài),避免銑到零件邊緣線內(nèi)。

    (10)終檢打包

    對零件進(jìn)行最終檢驗(yàn),并貼零件標(biāo)示后進(jìn)行包裝周轉(zhuǎn)。

    4 設(shè)備配備

    4.1 烘箱

    設(shè)備工作溫度160℃,爐溫均勻性±5℃。采用熱風(fēng)循環(huán)加熱方式,循環(huán)方式采用上下流動(dòng)形式,加熱空氣有過濾裝置,保證加熱空氣相對潔凈。烘箱帶有上掛式滑道。有溫度自動(dòng)記錄系統(tǒng)及報(bào)警系統(tǒng)。烘箱內(nèi)腔尺寸不小于2.5m(長)×1.2m(寬)×2m(高),有效加熱面積不小于2m(長)×1.5m(高)。

    4.2 回火加熱設(shè)備

    可將40m2封閉區(qū)域加熱至70℃,爐溫均勻性±5℃。采用熱風(fēng)循環(huán)加熱方式,加熱空氣有過濾裝置,保證加熱空氣相對潔凈。有溫度自動(dòng)記錄系統(tǒng)及報(bào)警系統(tǒng)。

    4.3 工具

    4.4 工裝

    5 常見的質(zhì)量問題

    (1)霧氣:透過玻璃觀察,存在霧氣般的模糊。

    產(chǎn)生原因:使用不當(dāng)?shù)那鍧崉ㄈ缇凭龋?/p>

    解決措施:可通過對玻璃表面進(jìn)行拋光消除。

    (2)細(xì)紋:玻璃內(nèi)部有裂痕,出現(xiàn)銀紋現(xiàn)象。

    產(chǎn)生原因:玻璃在成型、回火、切割工序中由于內(nèi)部應(yīng)力釋放不均產(chǎn)生的。

    解決措施:無

    (3)劃傷:玻璃表面不同程度的凹陷。

    產(chǎn)生原因:玻璃表面保護(hù)不當(dāng),在制造、周轉(zhuǎn)等工序中對零件表面產(chǎn)生的劃傷。

    解決措施:測量劃傷深度及面積。對于一定程度的劃傷可通過打磨和拋光進(jìn)行消除。

    (4)畸變:玻璃的光學(xué)性能發(fā)生變形。

    產(chǎn)生原因:由于對玻璃表面進(jìn)行打磨、拋光不均勻,產(chǎn)生的視覺差異。

    解決措施:通過光柵檢驗(yàn),劃定畸變區(qū)域,進(jìn)行進(jìn)一步的打磨、拋光,直至完全消除。

    6 結(jié)束語

    通用飛機(jī)風(fēng)擋玻璃成型工藝及工藝參數(shù)經(jīng)過試驗(yàn)應(yīng)證,不僅效率高,而且合格率高。實(shí)踐證明上述成型工藝技術(shù)可行,而且滿足產(chǎn)量大、低成本制造的要求。

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    作者簡介:趙敏,中航工業(yè)沈陽飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限公司,工程師,設(shè)計(jì)員,從事公司各類機(jī)型的設(shè)計(jì)工作,以及先進(jìn)工藝研究等工作。

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