非固定式交點(diǎn)精加工方案的研究

常慶慶

摘 要：非固定式交點(diǎn)結(jié)構(gòu)形式為三層結(jié)構(gòu)，中間接頭在中央翼站位提前定位安裝完成，兩側(cè)為連接桿結(jié)構(gòu)，在中機(jī)身盒體調(diào)姿定位完成后進(jìn)行連接桿的安裝。中機(jī)身盒體定位過程中位置存在誤差，造成連接桿與連接桿接頭連接交點(diǎn)不同軸，連接桿與連接桿接頭連接交點(diǎn)處需對(duì)交點(diǎn)孔精加工。連接桿與連接桿接頭連接處對(duì)交點(diǎn)襯套精加工的施工空間較小，孔徑大，夾層厚，材料硬，三夾層結(jié)構(gòu)形式且中間夾層交點(diǎn)孔與其余夾層交點(diǎn)孔不同心的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)，提出三種交點(diǎn)孔精加工方案并分別進(jìn)行了研究分析，確定了最優(yōu)交點(diǎn)孔精加工方案。針對(duì)制定的方案，確定了自動(dòng)進(jìn)給鉆的選型方案。按照現(xiàn)有結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能要求，制定了鉆模板的設(shè)計(jì)方案。對(duì)自動(dòng)進(jìn)給鉆進(jìn)行了試刀試驗(yàn)，并最后完成產(chǎn)品的精加工。

關(guān)鍵詞：連接桿交點(diǎn);交點(diǎn)精加工;交點(diǎn)孔精度;自動(dòng)進(jìn)給鉆;鉆模板

1引言

非固定式連接桿結(jié)構(gòu)復(fù)雜，連接桿一端連接中央翼后梁接頭，另一段連接中機(jī)身盒體。連接桿起到定位、固定中機(jī)身盒體的作用。連接桿接頭與中央翼后梁通過螺栓連接，因中央翼為封閉式盒體結(jié)構(gòu)，造成連接桿接頭必須在中央翼站位進(jìn)行定位和安裝。連接桿連接的中機(jī)身盒體中心孔軸線位置度要求嚴(yán)格，必須首先對(duì)盒體中心孔軸線定位。連接桿與盒體通過關(guān)節(jié)軸承連接，此種情況下，裝配誤差由連接桿傳遞至連接桿與連接桿接頭連接交點(diǎn)處，造成連接桿與連接桿接頭交點(diǎn)孔不同軸，必須在連接桿及連接桿接頭上對(duì)襯套留余量精加工作為工藝補(bǔ)償。

2交點(diǎn)結(jié)構(gòu)概述

連接桿交點(diǎn)包含三層連接結(jié)構(gòu)，左右兩側(cè)為連接桿，中間為連接桿接頭，三者之間通過精制螺栓連接。其中連接桿接頭在中央翼總裝站位定位，并與中央翼后梁連接;中央翼與中機(jī)身對(duì)接完成后，連接桿接頭與中機(jī)身后上壁板中梁進(jìn)行連接。連接桿與中機(jī)身盒體以關(guān)節(jié)軸承的形式通過螺栓連接;靠近連接桿接頭處，左右連接桿與連接桿接頭之間通過螺栓連接;連接桿與連接桿接頭未連接前，左右連接桿均可以上下移動(dòng)。

連接桿與連接桿接頭連接交點(diǎn)終孔尺寸為Φ20mm，精度為H7;夾層厚度為64mm，被加工材料為30CrMnSiA。其中連接桿初孔為Φ14mm，左右連接桿初孔均為Φ19.5mm，精度為H7。連接桿交點(diǎn)左右兩側(cè)安裝有壁板型材，連接桿交點(diǎn)距離壁板型材的空間約為350mm，連接交點(diǎn)襯套精加工的有效施工空間較小。

3連接桿交點(diǎn)精加工方案

綜合考慮目前的結(jié)構(gòu)形式、被加工材料狀態(tài)、交點(diǎn)孔襯套余量狀態(tài)、交點(diǎn)孔加工精度、有效施工空間等因數(shù)，經(jīng)過初步研究，形成以下三種精加工方案;

a）使用鉆模板，通過常規(guī)風(fēng)鉆手加工方式進(jìn)行孔的精加工;

b）使用鉆模板，通過自動(dòng)進(jìn)給鉆進(jìn)行孔的精加工;

c）使用鉆模板，通過自動(dòng)進(jìn)給鉆擴(kuò)孔+手工鉸孔進(jìn)行孔的精加工。

針對(duì)以上3種精加工方案進(jìn)行討論分析如下：

a）方案：利用鉆模板，首先利用變直徑尺寸定位銷將三夾層交點(diǎn)孔軸線調(diào)節(jié)至最小偏差狀態(tài)，然后固定鉆模板。利用手持鉆模，首先使用大功率風(fēng)鉆配合Φ14mm鉆頭將三夾層交點(diǎn)孔鉆至同心，然后擴(kuò)孔至Φ19.5H7mm，最后鉸孔至Φ20H7mm。此種方案理論上可行，但因連接桿與連接桿接頭連接處對(duì)襯套精加工的施工空間較小（350mm），孔徑大（Φ20H7），夾層厚（64mm），材料硬（30CrMnSiA），若使用常規(guī)風(fēng)鉆手工制孔，制孔難度太大，工人勞動(dòng)強(qiáng)度高，且制孔質(zhì)量無法保證。

b）方案：利用鉆模板，首先利用變直徑尺寸定位銷將三夾層交點(diǎn)孔軸線調(diào)節(jié)至最小偏差狀態(tài)，然后固定鉆模板，并將自動(dòng)進(jìn)給鉆固定在鉆模板上。使用自動(dòng)進(jìn)給鉆先將待加工孔由Φ14mm擴(kuò)孔至Φ19.5H7mm，然后鉸孔至Φ20H7mm。通過對(duì)多個(gè)型號(hào)飛機(jī)自動(dòng)進(jìn)給鉆使用情況的調(diào)研，自動(dòng)進(jìn)給鉆在實(shí)際使用的過程中，其制孔質(zhì)量穩(wěn)定性需待進(jìn)一步提高，使用自動(dòng)進(jìn)給鉆完成終孔的最后鉸孔有一定風(fēng)險(xiǎn)。

c）方案：利用鉆模板，首先利用變直徑尺寸定位銷將三夾層交點(diǎn)孔軸線調(diào)節(jié)至最小偏差狀態(tài)，然后固定鉆模板，并將自動(dòng)進(jìn)給鉆固定在鉆模板上。先將三夾層待加工孔由Φ14mm擴(kuò)孔至Φ19.5H7mm，然后利用手持鉆模將交點(diǎn)孔手鉸至Φ20H7mm。此方案理論上可以實(shí)行，不僅解決了使用常規(guī)風(fēng)鉆手工擴(kuò)孔帶來的制孔難度大問題，同時(shí)避免了使用自動(dòng)進(jìn)給鉆因其穩(wěn)定性因素所造成的終孔鉸孔質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)問題。

通過對(duì)以上三種交點(diǎn)孔精加工方案的分析，最終確定c）方案，即自動(dòng)進(jìn)給鉆擴(kuò)孔+手動(dòng)鉸孔是目前此種結(jié)構(gòu)形式下連接桿交點(diǎn)精加工的最優(yōu)方案。

4自動(dòng)進(jìn)給鉆的選型方案

鑒于自動(dòng)進(jìn)給鉆性能和價(jià)格因素，優(yōu)先選用主軸伸縮式自動(dòng)進(jìn)給鉆。但考慮到施工空間，常規(guī)性主軸伸縮式自動(dòng)進(jìn)給鉆工具主軸長度接近400mm，無法滿足空間要求。經(jīng)與庫柏公司技術(shù)人員進(jìn)行交流研究，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)形式下，主軸偏置式自動(dòng)進(jìn)給鉆是加工此結(jié)構(gòu)形式最好的工具。加工孔徑分別為Φ14mm、Φ17mm、Φ19.5mm，與中連接桿接頭制孔參數(shù)適配，并在自動(dòng)進(jìn)給鉆加工完成后使用手鉸刀鉸至終孔。制孔步驟見下表1。

5鉆模板的設(shè)計(jì)方案

①鉆模板結(jié)構(gòu)形式及定位方法：

第1步：設(shè)置定位銷，利用連接桿組件待加工孔Φ19.5H7、左右連接桿組件鉆模定位孔Φ20H7;

第2步：在鉆模板上下兩面（與孔軸線平行的面）設(shè)置螺紋壓緊器，將鉆模板緊固;

第3步：調(diào)節(jié)螺紋壓緊器，直到連接桿組件待加工孔Φ19.5H7處的定位銷轉(zhuǎn)動(dòng)靈活;

第4步：取下連接桿組件待加工孔Φ19.5H7處的定位銷，鉆模定位完成。

②鉆模制孔加工方式：自動(dòng)進(jìn)給鉆（孔徑Φ14H8→Φ19.5H7）+手鉸孔徑（Φ19.5H7→Φ20H7）

a、自動(dòng)進(jìn)給鉆：采用APEX公司20932M577PT雙耳自動(dòng)進(jìn)給鉆，雙耳鉆套90418980PT/C插入鉆模的長度為27mm，外徑Φ30h7。自動(dòng)進(jìn)給鉆從安裝位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)30°方能固定到位。限于現(xiàn)有自動(dòng)進(jìn)給鉆機(jī)構(gòu)形式及加工部位空間狹小因素，鉆模需設(shè)置雙耳鉆套壓釘，一字槽螺紋固定銷，確保自動(dòng)進(jìn)給鉆在鉆模內(nèi)逆時(shí)針、順時(shí)針均不能轉(zhuǎn)動(dòng)。自動(dòng)進(jìn)給鉆20932M577PT重約5kg，鉆模需能牢固自動(dòng)進(jìn)給鉆。

a、孔徑Φ19.5H7手鉸至終孔Φ20H7時(shí)，在鉆模上設(shè)置手持引孔器1套，手鉸制孔。

6精加工方案的實(shí)施

①試刀：

制孔方案確定后及產(chǎn)品精加工前，在庫柏工具供應(yīng)商技術(shù)人員的配合和指導(dǎo)下，分別對(duì)偏置式自動(dòng)進(jìn)給鉆（20932M573PT）及配套擴(kuò)孔鉆進(jìn)行了擴(kuò)孔試驗(yàn)。試刀結(jié)果顯示，偏置式自動(dòng)進(jìn)給鉆加工過程順暢無異常，加工完成后的孔徑尺寸及孔內(nèi)壁粗糙度均符合設(shè)計(jì)要求。

②產(chǎn)品精加工：

在庫柏工具供應(yīng)商技術(shù)人員的配合和指導(dǎo)下，使用庫柏公司偏置式自動(dòng)進(jìn)給鉆（20932M573PT）及配套擴(kuò)孔鉆完成了連接桿與連接桿接頭連接交點(diǎn)孔的精加工。精檢測(cè)，加工完成后的孔徑尺寸及孔內(nèi)壁粗糙度滿足技術(shù)要求。

7總結(jié)

通過對(duì)連接桿交點(diǎn)制孔方案的研究，對(duì)裝配工藝設(shè)計(jì)階段DELMIA仿真技術(shù)的成功應(yīng)用，制定了連接桿合金鋼材料自動(dòng)進(jìn)給鉆擴(kuò)孔及手鉸刀的制孔方案，積累了連接桿結(jié)構(gòu)大孔徑厚夾層合金鋼材料制孔的經(jīng)驗(yàn)和狹小制孔空間工具刀具選型的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)裝配工藝學(xué)及工具、刀具的選型有了更為深刻的認(rèn)識(shí)。