飞机铆接装配故障与解决措施研究

飞机铆接装配故障与解决措施研究

杨玉杰,付三强,张泉

  天津航天长征火箭制造有限公司  300462

摘要：在当前的飞机装配过程中，铆接工艺是最常见的技术，但是从实际应用角度来讲，在加工的过程中还可能会存在部分质量问题，比如零件超差、干涉现象、鼓动问题等，这些问题会直接影响飞机装配的质量，甚至会埋下安全隐患，因此建立在多元化分析的基础上了解故障形成的具体因素，并且制定优化方案，能够有效提升飞机装配的科学性和有效性，同时也可以为铆接工艺体系的创新奠定良好基础。

关键词：飞机铆接；装配故障；解决措施

引言

结合当前绝大部分的飞机生产线数据来看，在铆接装备加工的过程中存在较多的故障，而故障形成的因素往往和人员行为以及生产工艺有直接的关联，因此建立在理论分析法以及文献研究法的基础上，结合既有的铆接施工故障以及优化策略进行探讨，打造针对性的解决办法，不仅可以全面提升飞机装配制造的有效性，也可以为我国相关工艺体系的创新提供参考借鉴价值。

一、飞机铆接装配故障的具体类型及成因分析

综合当前的经验案例分析以及经验总结来看，铆接工艺类型如图1所示，需要结合不同加工需求进行针对性选择，另外，在飞机铆接装配过程中出现故障的主要因素以人为影响以及工艺影响为主，其中的工艺影响涉及了加工手法、设备性能、质量检测等动态性因素，而导致的故障通常分为以下几种。

图1 铆接加工工艺分类

（一）零件尺寸超差

导致零件尺寸超差问题出现的主要原因往往和工装自身的质量有直接关系，实际尺寸无法满足前期图纸设计需求，或者因为不良施工工艺导致尺寸出现变化。通常来讲，该种情况出现会导致铆接操作型号不符，影响具体的连接质量。而常规的优化方法是通过零件更换来完成，但是若零件的成本较高，还需要考虑具体的性价比，因此当前还需要将重点放置在前期尺寸参数调控方面。

（二）干涉现象

出现该种问题的主要因素往往是装配技术存在部分缺陷，或者在前期零件检测的过程中，部分公差未能及时检测出来，导致持续性积累，影响最终的铆接质量。从优化办法角度来讲当前常规的轻微问题，通过简单调整便可以优化，而针对不可调控的问题，则需要重新进行零件装配，并且综合实际情况进行修理。

（三）间隙问题

在铆接加工的过程中，零件之间可能会存在较多的间隙。符合实际加工标准的间隙，不会对飞机结构造成影响，但是若存在较为明显的零件变形以及装配缺陷问题，极有可能导致整体结构出现运行问题。从其成因来看，往往与铆接加工过程中的干涉量、应力、结构质量有直接关系。针对其中的小型缝隙可以直接通过垫片进行填补，而大的缝隙需要考虑整个零件的结构进行补偿性加工或者替换新的零件。

（四）鼓动问题

该问题通常出现在铆接装配操作结束之后，由于部分钣金零件在不均匀受力的情况下，可能会存在不同位置弹性凸起等情况。这种情况产生的主要因素在于整体的装配应力难以满足实际需求，应力不均匀以及铆接工艺粗糙，通常出现在飞机地板、蒙皮、钛板等结构中。这不仅会影响结构的使用寿命，更会加速零件的老化程度，会对飞机的正常运行产生直接影响。

二、飞机铆接装配加工中的优化方案

针对以上存在的问题需要及时地定位问题的成因，结合铆接加工的实际原理及可控参数，打造针对性的优化方案。

（一）超差问题优化方案

针对飞机铆接加工过程中存在的超差问题需要综合不同施工需求，合理地分析施工配件，并且分析是否留有补偿空间，通过对故障问题的详细分析，可以发现位于超差位置的盲孔螺母周围空间充足，因此可以通过加强片以及托板螺母相组合的方式代替原有的盲孔螺母，这样能够有效增强结构强度。避免在作业过程中出现尺寸变形，另外需要为后续的加工调整预留修理空间，因此还能够起到普通螺母固定的作用。

（二）鼓动问题优化方案

在当前的飞机结构装配过程中，钛板是较为常见的防火墙材料，但是在装配期间，外界应力对其产生的影响极大，极易导致鼓动情况的出现，尤其是在铆接加工的过程中加工产生的力，会影响钛板自身的状态，若未进行及时调整，会进一步缩短零件的使用寿命。而当前绝大部分的飞机防火墙钛板厚度为0.5毫米左右，承受的应力标准较低，因此，常规的优化方案便是增加板材的厚度，这样能够有效提升强度。

而从优化方案角度来讲，首先可以制造L型角材，合理定位铆钉的位置，如图2所示。建立在铆接工艺的基础上，针对已经出现鼓动的位置，进行强度优化；除此之外，还需要全面提高工装技术，选择高性能材料以及高性能结构作为施工装配的主要素材，这样能够提升稳定性和综合质量。

图2 铆钉头位置结构

（三）复合材料损伤优化办法

在铆接加工的过程中导致复合材料出现损伤，往往具备一定的随机性，而绝大部分的成因都是以外界冲击为主的。因此针对复合材料结构还需要进行性能分析，尤其是对综合材料的强度进行分层研究，在易损伤的位置检测材料，是否已经出现了分层，可以通过X射线以及超声波进行检测。若材料受损较为严重，需要结合实际情况进行材料更换，这样才可以满足实际的使用需求，同时也需要结合不同的装配施工流程，合理地调整铆接加工的顺序和强度，打造标准施工应力，有效降低对周边复合材料产生的影响。

（四）间隙问题优化方案

在铆接加工的过程中，若出现间隙，可以直接通过垫片进行填补，也可以调整零件结构来解决间隙问题。但是若在加工过程中，三个零件本身为钢铁无法通过再调整进行优化，那么需要针对前期的铆接工艺参数设置进行全方位分析。在进行设计时，将盒件型的某侧变型为角材连接，并且合理调整不同结构之间的连接面参数，通过前期试验检测加工工艺是否会对其结构造成形变影响，这样也可以消除间隙。

结语

综上所述，在当前的飞机铆接加工过程中，结合其中存在的问题进行全方位分析，打造具有针对性的优化办法，不仅可以提升传统铆接工艺的实际应用价值，更可以提升飞机零部件生产的有效性；另外建立在智能工厂以及自动化生产的基础上，可以使用信息技术以及自动化手段进行铆接工艺的升级，这样可以打造自助监控体系以及优化方案，为后续的飞机铆接装配加工奠定良好基础。

参考文献

[1]张影.飞机铆接装配故障分析与解决措施探讨[J].科学家,2017,5(03):6+10.

[2]韩锋. 面向飞机装配的轻型自主爬行钻铆系统[D].南京航空航天大学,2015.