某型彈射機(jī)構(gòu)鋼珠收口工藝研究

林萬蔚 楊鵬 王玉坤 王鶴 張海月

(四達(dá)機(jī)械制造公司 陜西 咸陽 712201)

彈射機(jī)構(gòu)為座椅與飛機(jī)座艙連接的重要部件，應(yīng)急彈射時(shí)，彈射機(jī)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(jī)彈射救生系統(tǒng)能否正常工作，對(duì)飛行員生命安全發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

某型飛機(jī)彈射機(jī)構(gòu)主要外筒、中筒、內(nèi)筒、打火機(jī)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(jī)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(jī)彈射機(jī)構(gòu)無損檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)其內(nèi)筒經(jīng)常出現(xiàn)裂紋，無法正常裝機(jī)使用。換新的內(nèi)筒需在裝配工序進(jìn)行鋼珠收口?，F(xiàn)有鋼珠收口工藝由于工裝設(shè)計(jì)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(jìn)

彈射機(jī)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(jī)進(jìn)行加載，然后取下內(nèi)筒進(jìn)行機(jī)械性能試驗(yàn)。該工藝設(shè)計(jì)的收口工裝，在加載方向未設(shè)置定位，會(huì)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(huì)對(duì)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(jìn)行收壓后，鋼球的壓出力會(huì)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(jī)構(gòu)收口部位示意圖

設(shè)計(jì)收口工具模型圖如圖2所示，設(shè)計(jì)思路如下。

圖2 收口工具模型圖

改進(jìn)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(gè)工具的強(qiáng)度，為其余的零件提供支撐；收口器用于傳遞液壓機(jī)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(duì)內(nèi)筒的夾持和定位；縱向定位銷用于對(duì)收口器的定位。

改進(jìn)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(shí)穿入內(nèi)筒工藝孔，保證定位準(zhǔn)確，進(jìn)而保證收壓壓痕沿鋼珠孔均勻環(huán)繞，不會(huì)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(biāo)準(zhǔn)：制作內(nèi)筒鋼球收口標(biāo)準(zhǔn)樣件，對(duì)收壓部位的壓痕形狀、深度進(jìn)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(yàn)，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(shí)間兩個(gè)收壓參數(shù)，逐一對(duì)收口外觀、內(nèi)孔通過性和壓出力進(jìn)行驗(yàn)證。通過試驗(yàn)驗(yàn)證，鋼球收口質(zhì)量與加載力直接相關(guān)，而與收壓時(shí)間無關(guān)。

2.3.2 收口外觀和內(nèi)孔通過性試驗(yàn)

選取一件新品內(nèi)筒進(jìn)行試收壓，確定收口外觀質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)樣件和內(nèi)孔通過性滿足技術(shù)要求的預(yù)加載力，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。試驗(yàn)結(jié)果顯示：當(dāng)加載力在100～120 kN時(shí)，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(yàn)結(jié)果 （單位：kN）

2.3.3 壓出力試驗(yàn)

選取一件新品內(nèi)筒進(jìn)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(yàn)結(jié)果如表2 所示。試驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)加載力在100～110 kN 時(shí)，鋼球壓出力滿足技術(shù)要求。

表2 壓出力試驗(yàn)結(jié)果 （單位：kN）

考慮到內(nèi)筒的材料、熱處理狀態(tài)不同，會(huì)對(duì)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(jìn)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(yàn)結(jié)果具體見表3。上述試驗(yàn)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(huì)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(duì)上述收壓合格的內(nèi)筒按修理工藝要求進(jìn)行產(chǎn)品試裝，結(jié)果均滿足彈射機(jī)構(gòu)安裝使用要求。

2.4 收口工藝的確定

由上述試驗(yàn)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(huì)對(duì)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(yàn)件，進(jìn)行試壓，試壓合格后再進(jìn)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(tái)的中間位置，此時(shí)由兩人協(xié)同操作，一人手扶內(nèi)筒尾部，一人操縱壓力機(jī)，直至壓力機(jī)上工作面壓緊收口器，此時(shí)手扶內(nèi)筒人員才可撤離；繼續(xù)操縱壓力機(jī)緩慢地對(duì)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(zhǎng)，裝夾時(shí)需一人手扶，一人施壓。后續(xù)的改進(jìn)方向可以加裝支撐工裝，以替代人員手扶操作，實(shí)現(xiàn)單人裝夾、單人施壓，減少人力成本，同時(shí)提高生產(chǎn)效率。

3 結(jié)語

本文對(duì)某型飛機(jī)彈射機(jī)構(gòu)內(nèi)筒鋼珠鎖鋼珠收口工藝做出了創(chuàng)新與改進(jìn)，汲取了現(xiàn)有工藝的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)制造新的工裝定位夾具，分析了會(huì)對(duì)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(jìn)方向。