民機研制中結構超差類型分析

楊超眾　尹偉明

【摘 要】飛機零部件生產過程中，遇到的問題通常由制造超差與設計錯誤兩類所引起。本文對故障的分類和原因進行闡述，總結出設計、制造與裝配過程中出現的問題，為后繼處理相關問題提供一定的經驗支持。

【關鍵詞】民機；超差；制造；工藝

【Abstract】In the aircraft Manufacture， the component discrepancies are mostly caused by the manufacture discrepancy and design errors. In this paper， the reason and category of the discrepancies will be discussed， which include failures in the process of design， manufacture and assembly. This can provide some experience for solving the problem in the following fabrication.

【Key words】Aircraft； Discrepancy； Manufacture； Technology

大多數的結構超差出現在飛機型號的初始制造裝配階段[1]，生產中出現的具體超差結構零件應當按照超差處理原則進行處理[2]。某型號項目自開始生產以來，產生的故障可分為制造偏離與設計問題兩大類。本文對故障分類和原因進行闡述，總結出設計、制造與裝配過程中出現的問題，為后繼處理相關問題提供一定的經驗支持。

1 超差類型

本型號在設計過程中采用了多種新材料、新工藝，制造經驗不足，工藝方法不成熟，設計與制造協調不及時，使得研制過程中造成了不可避免的零部件超差，同時操作人員對相關要求理解不夠深刻也造成了一些人為因素的超差。

根據研制中出現的超差歸類，制造方面，零件尺寸超差引起的偏差最多，其次是材料噴涂、裝配問題、表面損傷的問題；設計問題中，零部件的裝配設計問題最為突出；設計制造不協調引起的超差主要為設計更改未及時執行等。

2 超差分析

超差類性重復性最高的為尺寸問題、涂層超厚和裝配問題。

2.1 尺寸超差

零件尺寸超差中，工裝問題、工藝不完善及工人經驗不足造成的超差最多。具體原因有工藝指令不完善、工人操作錯誤、識圖錯誤、劃線不準確、工裝誤差、工藝方法、設計問題、模具問題等。

其中，工藝方法不完善主要表現在工藝方法不成熟、裝夾方式不當、加工程序刀路不太完善，造成銑切過量、銑傷等超差。圖1為某零件銑切不當導致的超差。

模具參數的設計經驗不足，導致一部分長桁下陷尺寸超差、框板彎邊超差等。如長桁采用熱壓下陷加工，長桁下陷區域不平整，有明顯鼓包形狀，并出現裂紋，主要原因是下陷模具設計不合理，模具下陷過渡區尺寸超差；工人劃線不仔細、模具使用不當，也導致長桁下陷尺寸有所偏大或偏移，如示意圖2；機身隔框的模具外圓R偏小，導致框板彎邊的內R偏小。經過前期的工藝參數調整，返修模具，零件質量得到很大改善。

設計問題中，設計不完善和設計更改未及時執行也導致了一部分超差。

2.2 裝配超差

裝配超差分別由制造超差、設計缺陷引起。裝配問題主要表現為裝配干涉、裝配間隙、工裝空間不足等。如圖3為壁板框的連接緊固件短邊距所引起的裝配超差。

制造引起的超差問題中，需要控制制造精度、工裝設計，提高定位度。例如，由于工裝設計不完善、精度不夠，導致客艙地板立柱垂直度超差，后續改進了工裝設計，訂制立柱安裝輔助工裝，從而有效地控制了立柱的垂直度。因設計引起的超差通過完善設計后基本可以杜絕。

2.3 漆層超厚

由于操作工人未掌握噴涂技巧，在噴涂過程中造成了一批零件的漆層超厚。

2.4 其他

造成表面損傷的因素中，有零件周轉過程中保護不當、意外碰傷、工藝參數不合理等，如圖4為某零件因保護不當而意外碰傷。由于設計更改而工藝指令未及時執行，也造成了一部分鍍層、黏結劑的替換；加工刀具及加工參數（刀具的轉速、進給量）不當，導致一些復材件出現毛刺。

3 改進措施

結構超差處理所應遵循的基本原則就是確保其靜強度和疲勞強度，防止出現過大的殘余應力，從而保證飛機結構所預期的完整性。

設計問題引起的超差，可通過完善設計而杜絕。如某些設計沒有考慮到制造的實際能力，需在符合規范的條件下適當降低精度要求；對于設計引起的裝配間隙、干涉、裝配空間不足的問題，優化零組件結構設計。

制造方面，結合型號的制造經驗，針對性地改進制造工藝。完善工藝參數和加工方式，提高工裝水平，調整模具參數，制造偏離問題會大幅度減少。對于制造難度較大的零件如蒙皮，需要進行相應的工藝試驗。工人操作水平的提升、管理措施的完善，也會降低超差問題的出現；對于表面損傷及漆層脫落，需要加強防護，以保證零件的表面質量。

在飛機研制過程中，設計與制造應保持緊密的溝通協調，完善設計制造流程，使設計更改能及時得到貫徹，盡量避免出現設計制造不協調而產生的超差問題。

4 結論

本文對于研制過程中零部件出現的超差問題，從制造超差和設計問題兩個角度進行了分析，為后繼生產過程提供一定的參考。隨著設計錯誤的杜絕，制造中工裝水平的提升、加工參數的合理化、管理的完善以及工人操作水平的提升，制造偏離問題會大幅度減少，從而確保飛機的結構質量。

【參考文獻】

[1]牛春勻.實用飛機結構應力分析及尺寸設計[M].馮振宇等譯.航空工業出版社，2009.

[2]中國航空工業總公司第六四〇研究所.麥道聯絡工程手冊[M].航空工業出版社，1997.

[責任編輯：王偉平]