典型蜂窩類零件保護(hù)方案

吳宏春 陳熙 康可可 陳虹宇 張博

摘 要：本項(xiàng)目以蜂窩零件為載體，結(jié)合機(jī)匣廠蜂窩類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及在加工、周轉(zhuǎn)過程中存在的薄弱環(huán)節(jié)，制定典型蜂窩零件加工、周轉(zhuǎn)保護(hù)方案，針對性地對蜂窩類零件進(jìn)行防護(hù)，減少劃碰傷和多余物等問題。主要通過設(shè)計(jì)加工周轉(zhuǎn)一體的保護(hù)工裝、周轉(zhuǎn)保護(hù)工裝、改變下屑方向、改變敏感部位的加工路線等措施來實(shí)現(xiàn)對零件的保護(hù)。

關(guān)鍵詞：蜂窩；保護(hù)；工裝；多余物

中圖分類號(hào)：V26 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

金屬蜂窩壁板結(jié)構(gòu)作為一種新型輕質(zhì)耐高溫結(jié)構(gòu)，因金屬蜂窩是一種不連續(xù)材料，故蜂窩具有密度小、質(zhì)量輕，低強(qiáng)度、剛性高和抗沖擊性能高的特點(diǎn)；且高溫合金材質(zhì)具備良好的隔熱性，耐高溫、耐腐蝕性能，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的部件中。 我單位主制的零件中有多個(gè)零件具有蜂窩結(jié)構(gòu)，這些零件在現(xiàn)場的加工中由于蜂窩件的保護(hù)不完善，每年都有蜂窩的磕碰傷、壓傷、切屑劃傷等現(xiàn)象的發(fā)生，導(dǎo)致蜂窩零件的報(bào)廢和返修。另外一些蜂窩焊接件帶有空腔結(jié)構(gòu)，容易進(jìn)入多余物，增加了蜂窩組件的保護(hù)難度，在防止蜂窩損傷的同時(shí)還要考慮多余物的防護(hù)。

1 技術(shù)方案制定

質(zhì)量日報(bào)的數(shù)據(jù)結(jié)合現(xiàn)場調(diào)研，得出結(jié)論：70%的蜂窩磕碰傷是在周轉(zhuǎn)過程中發(fā)生的， 包括操作者和發(fā)送員的周轉(zhuǎn)，其余30%是在加工過程中下屑刮傷，洗滌過程中磕碰傷。根據(jù)以上分析，對蜂窩的保護(hù)最好是設(shè)計(jì)加工和周轉(zhuǎn)一體的保護(hù)工裝，減少拆裝次數(shù)，盡量不影響零件的原有加工效率和生產(chǎn)周期。

1.1 保護(hù)方案的制定

（1）保護(hù)部位結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)實(shí)現(xiàn)多部位的同時(shí)保護(hù)，在保護(hù)蜂窩的同時(shí)還可以對焊接腹板通氣孔、焊縫部位一同保護(hù)。

（2）不能發(fā)生干涉現(xiàn)象：避免加工干涉和夾具干涉，避開刀路和裝夾定位面等。

（3）應(yīng)輕便，重量不能太大，人工拆裝省力。

（4）保護(hù)工裝上的小部件便于管理。

1.2 保護(hù)方案1-堵孔方案

保護(hù)工裝主要由前半環(huán)和后半環(huán)組成。前后半環(huán)形成的錐面腔將蜂窩和焊縫全部包容在內(nèi)，對二者進(jìn)行保護(hù)。兩個(gè)半環(huán)之間設(shè)置有配合止口，其作用便于前后半環(huán)安裝準(zhǔn)確和防止細(xì)長切屑鉆入配合縫隙損壞蜂窩；前后半環(huán)設(shè)計(jì)成錐面形式，與零件形狀貼合，兩者的錐角稍大于零件型面錐角，和零件接觸點(diǎn)之間的距離稍小于零件距離，目的是產(chǎn)生一個(gè)卡緊零件的力量，防止工裝在零件上滑動(dòng)。前后半環(huán)材料采用密度較小的鋁合金或非金屬材料，工裝質(zhì)量較小，便于操作。

1.3 保護(hù)方案2-彈性膠圈方案

第二套保護(hù)工裝方案與第一套方案比較相似，不同點(diǎn)在于前后半環(huán)在貼合錐面上設(shè)計(jì)了彈性圈結(jié)構(gòu)，借助前后半環(huán)的夾緊力以及彈性圈的彈力，彈性膠圈壓合在腹板的錐面上緊密的貼合，防止多余物的進(jìn)入，包容重點(diǎn)的3個(gè)部位，不用再針對腹板腔孔進(jìn)行堵孔保護(hù)設(shè)計(jì)。需要注意的是彈性圈需要有足夠大的截面尺寸，保證產(chǎn)生適合的彈性變形貼合在腹板錐面上。

總體來講，第二種方案的保護(hù)密封性較第一種好，對后續(xù)產(chǎn)生的細(xì)小切屑起到很好的阻擋作用，所以，首選方案為第二種的彈性膠圈方案。

1.4 保護(hù)方案3-開口環(huán)方案

開口環(huán)方案的保護(hù)工裝，工裝的主體是一個(gè)帶有開口結(jié)構(gòu)的薄壁環(huán)形件，在使用時(shí)將開口槽收緊，整體套在蜂窩的內(nèi)表面上，前后擋邊限制開口環(huán)的軸向移動(dòng)。開口環(huán)的壁厚要小，應(yīng)能保證一定的彈性，擋邊的厚度要薄，不能突出零件加工表面，擋邊與加工面之間留有一定的間隙，保證焊料的車削加工，不影響刀具的軌跡和影響裝夾。開口環(huán)的開口距離要適當(dāng)，保證突出的擋邊可以順利裝入蜂窩環(huán)件。開口槽要設(shè)計(jì)成斜面形式，保證在縮小開口時(shí)蜂窩表面可以完全遮擋。

1.5 保護(hù)方案4-插環(huán)方案

插環(huán)方案的保護(hù)工裝，工裝主體為兩個(gè)帶臺(tái)的薄壁環(huán)形件，即前環(huán)和后環(huán)。兩者從零件的兩個(gè)方向上插入零件。后環(huán)與零件蜂窩配合，前環(huán)再插入后環(huán)上，二者的臺(tái)階面與零件蜂窩端面接觸后，采用緊定螺釘鎖緊穿過后環(huán)，頂緊在后環(huán)的內(nèi)表面上，鎖緊保護(hù)裝置。為防止與車加工的夾具壓板干涉，前后環(huán)要盡可能的薄，同時(shí)緊定螺釘?shù)奈恢靡c壓板位置錯(cuò)開，做成壓板數(shù)量的整數(shù)倍。前后環(huán)材料采用鋁制輕合金材料，降低工裝的質(zhì)量，便于操作。

1.6 保護(hù)方案5-橡膠套保護(hù)方案

本方案采用橡膠類材料作為保護(hù)蜂窩件的配合材料，將零件的蜂窩部分全部包容起來。為防止與零件脫離，蜂窩兩側(cè)的保護(hù)面設(shè)計(jì)成斜面形式，斜面開口部位尺寸略小于蜂窩寬度。在裝入零件時(shí)，零件蜂窩表面順次接觸斜面，由于橡膠具有一定的彈性，錐面下端產(chǎn)生一定的彈性變形，將蜂窩側(cè)面夾緊。此蜂窩保護(hù)方案可以將蜂窩以外的部位全部露出，可以在熒光檢查工序使用。

1.7 保護(hù)方案6-夾層方案

夾層方案綜合考慮降低加工過程中裝夾零件的復(fù)雜性而構(gòu)思的。保護(hù)工裝主要由3部分組成，即固定環(huán)、彈性夾層和錐環(huán)鎖緊裝置。為增大固定環(huán)外張的幅度，將固定環(huán)錐面部位開出徑向槽。在漲緊蜂窩的過程中要考慮適應(yīng)漲緊力度，僅僅貼緊，輕微壓合即可，依靠摩擦力固定在蜂窩上。

2 試驗(yàn)加工

蜂窩保護(hù)夾具，工裝的材料為鋁，具有一定的剛性，可以很好地起到保護(hù)作用，之前設(shè)計(jì)的彈性膠圈改為了麻繩，防止其遇冷卻液后老化，同時(shí)可以起到密封的作用。它是加工周轉(zhuǎn)一體的保護(hù)工裝，加工前將工裝安裝到零件上，最終將檢驗(yàn)前的洗滌工序卸下。熒光檢查工序，只檢查機(jī)加表面，保護(hù)工裝包容面不檢查，且檢查時(shí)熒光液為刷涂，可以使用。噴涂工序也可以帶著工裝周轉(zhuǎn)，承制單位在保護(hù)工裝的基礎(chǔ)上，用膠布和銅皮對非噴涂區(qū)域進(jìn)行保護(hù)（包括保護(hù)工裝）。 在最終檢驗(yàn)前的洗滌工序，需要清洗整個(gè)零件，所以必須將保護(hù)工裝卸下，洗滌后的多余物檢查工序要檢查封閉腔內(nèi)是否有多余物，也不能使用。

在試驗(yàn)的過程中，保護(hù)工裝和鏜斜孔工序夾具壓蓋上的加強(qiáng)筋有輕微干涉，對壓蓋輕微改動(dòng)，干涉處車加工掉1mm后可正常使用，最終檢驗(yàn)時(shí)零件蜂窩完好，腔內(nèi)無多余物。缺點(diǎn)：安裝保護(hù)工裝后，零件明顯加重，操作者在搬運(yùn)零件時(shí)有些吃力；隨行保護(hù)工裝，需要根據(jù)每批零件的數(shù)量，同時(shí)派制多套工裝，成本較高，增加管理難度。

結(jié)語

零件如果焊接有蜂窩，在編制工藝規(guī)程的時(shí)候，就要考慮加工過程中對蜂窩的保護(hù)，否則在后期設(shè)計(jì)保護(hù)工裝時(shí)，不可避免地會(huì)出現(xiàn)保護(hù)工裝和已有的夾具、測具等產(chǎn)生干涉的現(xiàn)象，需要更改已有的夾具、測量方法等，才能進(jìn)行蜂窩保護(hù)。保護(hù)工裝的結(jié)構(gòu)沒有統(tǒng)一的樣式，需要根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和具體的工藝路線確定，但是都需要遵循以下基本原則：

（1）如果零件上有其他部位需要保護(hù)，應(yīng)盡量實(shí)現(xiàn)多部位的同時(shí)保護(hù)，這樣可以減少操作步驟，減少操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約成本。

（2）如果保護(hù)工裝上有螺釘、螺帽等容易丟失的小零件，最好在保護(hù)工裝上設(shè)計(jì)出專用的結(jié)構(gòu)，在小零件不使用時(shí)可以放置，防止丟失。

（3）如果保護(hù)工裝上的連接件距離車加工表面較近，為了防止下屑纏繞在連接件上，帶動(dòng)保護(hù)工裝產(chǎn)生周向運(yùn)動(dòng)，連接件最好不要突出保護(hù)工裝。

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