大型飛機機翼的裝配技術

摘 要:本文依據(jù)多年工作經驗，提出了大型飛機機翼的裝配方法及注意事項，涵蓋從工藝準備到實際生產的技術指導思想和實現(xiàn)方法，具有良好的指導意義及實用價值。

關鍵詞:大型飛機 機翼 裝配 密封

中圖分類號:V211.41 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2011)01(a)-0020-01

大型飛機的機翼體型巨大，裝配質量要求高，其裝配方法相對小型飛機有獨特的地方。好的裝配工藝方法對機翼的裝配質量、裝配效率起著關鍵的作用，工藝方法的選用分為工藝準備階段的技術分析和實際生產時所應用的技術，下面進行詳細說明:

工藝準備階段的技術分析具有非常重要的意義，此階段主要是為了計劃好機翼各部件的裝配順序及工藝分離面的選取，工裝形式的選擇，大的工藝分離面在設計時就已決定好，但為了批生產的需要，需要在此基礎上進行更細致的劃分，以利于建立更多的平行工作面，為了節(jié)約成本，所對應的工裝最好設計成積木式，比如在試制階段機翼的前后梁與上下壁板都在總裝型架上一次裝配完成，在總裝型架上有前梁的上下緣條、中間腹板的定位卡板及定位件，但它們與上下壁板的定位卡板是分離的，利用叉耳裝在工裝框架上，在批量生產需要細化工序、增加單獨的前梁工裝時，將這些前梁卡板取下安裝在新工裝的叉耳上就可以，省時省力。而且，如果有新的同系列飛機的預研計劃，且與此機翼差異不大時，可在此機翼工裝上預留出空間，以利工裝一臺多用。在細節(jié)上隨著現(xiàn)在數(shù)控加工技術的發(fā)展，零件的加工精度已經很高，因此可以大量使用定位孔的定位方式，可以簡化工裝的結構，如果技術成熟，可使用利用激光定位的機器人操縱工裝或電腦操控的工裝等。

現(xiàn)在大型飛機機翼的上下蒙皮一般是帶有長桁和加強口框的整體數(shù)控機加壁板或復合材料整體壁板，體形巨大，造價昂貴，不允許在裝配階段有因制孔位置差錯導致的報廢更換情況發(fā)生，而且所使用的緊固件多為高抗剪螺栓，對孔的直徑、圓度、角度要求精確。為此需要考慮緊固件孔的鉆制方法，要求定位準確、角度準確、孔的質量好，不允許有人為因素導致偏差的可能，舊式劃線鉆孔的手工鉆制方法已不再適用。常用的方法就是在裝配型架上大范圍使用鉆模卡板，如在機翼壁板的每個肋都有卡板，在上面有為每個緊固件所制的鉆模孔，孔徑是緊固件孔徑與工具導套的直徑之和，這樣不用移動卡板就可以直接鉆初孔直到終孔。大型機翼壁板及肋的材料厚度一般比較大，手工鉆制需要施加很大的推進力，而且鉆制時間過長導致孔徑超差、內壁劃傷。為了保證鉆孔質量，減少工人工作強度，提高效率，通常采用可快速固定鎖緊的自動進給鉆及配套的復合鉆頭，此臺階鉆頭可一次完成從鉆初孔到擴孔再到鉸孔所有過程，厚壁零件宜采用深孔直刃鉆頭。為了避免工具故障引起超差，鉆機和鉆頭要每日檢查及時維護。切削液能改善切削狀態(tài)，提高鉆孔質量，但清理費事費時，要盡量少用，一般只在接頭鉆孔采用，壁板與肋鉆孔不用。

機翼內部油箱的密封非常重要，密封不好有漏油失火的可能，通常綜合使用界面密封劑和縫外密封劑密封。在涂敷界面密封劑后，由于整體壁板面積較大，直接安裝緊固件會有無法完全夾緊的可能，特別是密封劑涂敷過厚時，所以需要先用工藝螺釘?shù)冗M行預夾緊，然后再安裝緊固件。在使用螺栓連接的重要部分、如接頭叉耳箱形框等，可以先安裝螺栓進行預定力拉緊，力矩為最終力矩的20%-30%，然后松開釋放應力后重新定力到最終力矩。且應考慮在密封劑接近完全固化時的二次定力。縫外密封劑的涂敷對防止油箱泄漏非常重要，如果沒有良好的縫外密封，局部小的滲漏會逐漸擴散，導致周圍的界面密封分開，難以找到泄漏的根源。好的涂敷方法首先使界面清理干凈，特別是清理掉浮漆，涂膠時在液態(tài)的膠條中緩慢攪拌，使密封膠與周圍界面良好接觸，增加微觀上的接觸面積，使其附著力達到最大。油箱鉚接后的打壓試驗是機翼裝配工作中非常重要的一環(huán)，也是對機翼裝配質量的最終檢驗，打壓泄漏測試除原始的水槽肥皂泡檢測泄漏外，也可采用灌注氦氣，利用氣體檢測儀檢測泄漏，輔以肥皂泡檢查，比較干凈，省時省力。

機翼與機身連接處箱形框上的連接孔非常重要，這些孔一般為精鉸孔，個別需要冷擴，這些孔的制造一般是在總裝型架上加工，但也有下架后另行加工的，前者工裝比較復雜，后者則須另有工裝，所使用的工裝形式繁簡是由選擇的定位基準決定的。如果以外形為基準，則需要外形卡板支撐，端頭處使用定位鉆模，但機翼位置的調整、與鉆模的對準比較困難，簡單方法是利用機翼端面和其上的個別精度孔為基準使用端頭定位鉆模，這個基準孔要求在前道工序通過工裝鉆模進行保證，且這個面和孔作為定位基準，它的精度要非常高。加工這種孔所需用的工具對孔的質量非常重要，工具一般使用自動進給鉆，但轉速要根據(jù)所加工材料及對應切削速度的不同進行選擇，進給速度要依據(jù)試驗確定，速度過快過慢都可能使孔超差。

機翼在裝配鉚接后有變形的可能。常見變形為扭曲，個別有翹曲。其原因通常是因零組件的外形尺寸不準確，如壁板的厚度超出公差范圍、過薄或過厚，或者肋的輪廓外形超差，外脹或內凹，導致在型架內裝配時，依靠型架卡板或定位件等的作用將其強制裝配，導致零件的彈性或塑性變形，內部形成應力，在從型架上拆下后，在內應力的作用下，隨著彈性變形的局部恢復，導致產品變形。解決辦法首先控制零件的質量，特別是外形尺寸，以及型架定位尺寸的準確，在組裝時不要強迫裝配，對于零件因形狀原因產生彈性變形的區(qū)域控制其變形的大小及用推力計測量其恢復正確外形所需的力量，嚴格控制在1～2kgf之內，裝配時用塞尺檢查定位間隙。以此來控制零件的變形及內應力的大小。達到控制鉚接后變形的目的。

機翼在型架上一般是立式放置，前緣或后緣向上，而機翼在正常使用時是上壁板朝上，所以就涉及到機翼組裝后的出架及翻轉。常用辦法是在機翼型架內增加移動卷揚機和配用吊掛，這樣能很好解決側面出架的問題，但需要選好懸掛點，比較好的點是用于安裝其它部件的叉耳孔，選擇時既要考慮吊起機翼時的平衡，也要考慮此叉耳及緊固件的強度，以及是否會對周圍區(qū)域強度產生影響。如果只使用吊帶，在機翼從型架放下時有側向傾斜的可能，所以需要緊固，可以將上述方法綜和使用。另外需要仔細考慮的是在機翼從型架的多點定位向吊掛轉移的過程中，隨著固定點的減少，所剩余的固定點承力逐漸增加，如果是叉耳會導致銷子難以拔出及損壞孔的可能，以及完全脫離時的震動。解決的辦法是在下方配置支撐點，使上面的懸掛點只有定位而不承受機翼重量，且在各組件總裝型架定位初期就開始使用，避免只在懸掛時使用引起的支撐不足或超出而導致的機翼變形。新式的出架方法是采用真空吊掛，使真空吸盤直接吸附在機翼壁板上，將機翼整體提起并翻轉后放到托車上，這能很好解決機翼下架及翻轉問題。

以上敘述了大型飛機機翼的裝配方法并對可能問題進行了詳細分析，所涉及的方法和指導思想可用于飛機其他部件的裝配，具有良好的指導及實用價值。