飛機(jī)復(fù)雜零件的加工與質(zhì)量控制探析

李進(jìn)民 吳萍

【摘?要】現(xiàn)階段，隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)工業(yè)化建設(shè)的發(fā)展也突飛猛進(jìn)。飛機(jī)零件數(shù)量多，形式也復(fù)雜，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，它們的加工變得也困難，飛機(jī)復(fù)雜零件的加工工序多，質(zhì)量難以控制，制造精度不容達(dá)到，本文研究分析復(fù)雜零件的加工過(guò)程和質(zhì)量控制，通過(guò)復(fù)雜零件的分析，確定適合它的加工方法，保證零件的質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】飛機(jī)復(fù)雜零件;加工;質(zhì)量控制探析

引言

在工業(yè)設(shè)計(jì)中，標(biāo)準(zhǔn)化程度越高，設(shè)計(jì)生產(chǎn)效率就越高。標(biāo)準(zhǔn)化的思路在一些領(lǐng)域已經(jīng)有探索應(yīng)用和發(fā)展，并收到了顯著效益。飛機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用了大量標(biāo)準(zhǔn)零件，如標(biāo)準(zhǔn)連接器、插頭、卡箍、線(xiàn)纜支撐桿、開(kāi)關(guān)等，標(biāo)準(zhǔn)零件的使用增加了設(shè)計(jì)便捷性，提高了設(shè)計(jì)效率。在一般飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，大量使用了標(biāo)準(zhǔn)緊固件，標(biāo)準(zhǔn)緊固件使用方便，設(shè)計(jì)效率高，由標(biāo)準(zhǔn)部門(mén)統(tǒng)一管理，減輕了設(shè)計(jì)人員的負(fù)擔(dān)。飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)內(nèi)，在同一功能區(qū)域（如增壓氣密機(jī)身區(qū)、機(jī)翼油箱區(qū)），存在大量類(lèi)型相似的具有典型特征的典型零件，如框腹板面剪切角片、長(zhǎng)桁對(duì)接接頭、框緣條的連接帶板、系統(tǒng)支架、地板支撐件、拉桿、觀察窗、地板面板等，此類(lèi)零件具有尺寸小、用量大、分布廣、安裝位置類(lèi)似、受力特性相近等特點(diǎn)，具有替換為標(biāo)準(zhǔn)零件的可能性，因此在商業(yè)飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中探索一種便捷高效的零件標(biāo)準(zhǔn)化模式，將典型零件轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)零件成為一個(gè)新課題。

1復(fù)雜零件分析

飛機(jī)復(fù)雜零件是指結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量特征多、制造工藝、工序多，同時(shí)要求零件的精度也高的一種零件，對(duì)于復(fù)雜零件的分析如下：（1）零件的加工質(zhì)量難以控制，以往的質(zhì)量控制可以通過(guò)單個(gè)工序進(jìn)行控制，在特定的位置進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)和控制，但是對(duì)于飛機(jī)復(fù)雜零件，工序和加工順序復(fù)雜，所以過(guò)程控制點(diǎn)要多，這就造成零件控制難度高。（2）誤差大，因?yàn)榧庸ず徒Y(jié)構(gòu)的復(fù)雜，不同加工工序產(chǎn)生的誤差也不同，尺寸誤差、制造誤差等，最后會(huì)影響零件的整體誤差，所以需要控制零件的誤差源。飛機(jī)復(fù)雜零件的加工過(guò)程非常重要，它是將材料加工成設(shè)計(jì)要求尺寸的零件，而加工的時(shí)候復(fù)雜零件容易產(chǎn)生誤差。零件誤差源會(huì)使飛機(jī)復(fù)雜零件的設(shè)計(jì)加工后的尺寸與設(shè)計(jì)尺寸有偏離，嚴(yán)重的會(huì)變成廢品，而加工誤差在生產(chǎn)過(guò)程中是不可避免的，只有將誤差控制到最小，生產(chǎn)出來(lái)的零件質(zhì)量才能穩(wěn)定，誤差主要存在于工序加工中，在這些誤差中有隨機(jī)誤差也有確定誤差，確定誤差是通過(guò)加工補(bǔ)償可以補(bǔ)償?shù)模鐧C(jī)床本身的誤差、溫升變形誤差，在加工時(shí)候通過(guò)尺寸補(bǔ)償進(jìn)行去除，隨機(jī)誤差不可控制，是在加工過(guò)程中由于振動(dòng)或者損壞造成的誤差，切削過(guò)程中刀具磨損，最后加工零件的尺寸不合格，這種就是隨機(jī)誤差。

2零件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)

標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是模塊化設(shè)計(jì)，模塊是組成標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)產(chǎn)品的基本單元，模塊化設(shè)計(jì)是解決復(fù)雜系統(tǒng)問(wèn)題的有效方法。模塊化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)不是面向單個(gè)產(chǎn)品，而是面向整個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)。模塊化就其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)而言，是結(jié)構(gòu)典型化、部件通用化、參數(shù)系列化、裝配組合化的綜合體。模塊是部件級(jí)（總成）及子系統(tǒng)級(jí)的通用件，由模塊可以直接構(gòu)成整機(jī)以至大的系統(tǒng)，從而在更高層次上實(shí)現(xiàn)優(yōu)化簡(jiǎn)化。在當(dāng)今全基于MBD的全三維數(shù)字化建模設(shè)計(jì)技術(shù)的潮流下，飛機(jī)制造商采用全三維數(shù)字化、模塊化概念進(jìn)行設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)零件的應(yīng)用將完全符合結(jié)構(gòu)典型化、部件通用化、參數(shù)系列化、裝配組合化的概念與要求。

3優(yōu)化措施分析

3.1超聲無(wú)損檢測(cè)與試驗(yàn)研究

飛機(jī)大型復(fù)雜零件的無(wú)損檢測(cè)步驟是將被檢測(cè)零件加工完成后進(jìn)行工件定位，保證零件在檢測(cè)過(guò)程中的固定，然后對(duì)零件進(jìn)行仿形測(cè)量、運(yùn)動(dòng)學(xué)變換;再通過(guò)探頭測(cè)量軌跡數(shù)學(xué)模型生產(chǎn)、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)變換、多軸運(yùn)動(dòng)控制器，最后實(shí)現(xiàn)受控超聲檢測(cè)。對(duì)飛機(jī)零件超聲檢測(cè)軌跡生產(chǎn)的試驗(yàn)研究分析方法可以通過(guò)以下幾種進(jìn)行：（1）截面線(xiàn)法，這種方法是通過(guò)平行平面與檢測(cè)曲面相交，通過(guò)這些交線(xiàn)生產(chǎn)檢測(cè)點(diǎn)。（2）等參數(shù)線(xiàn)法，是通過(guò)被檢測(cè)曲面的等參數(shù)線(xiàn)生產(chǎn)檢測(cè)軌跡，這種方法是最基本的檢測(cè)方法，計(jì)算簡(jiǎn)單，計(jì)算量也少。（3）非等參數(shù)法，該方法也叫近似等弧長(zhǎng)法，該法可以將相鄰檢測(cè)點(diǎn)之間的距離與檢測(cè)間距進(jìn)行一致設(shè)計(jì)，最終取最小檢測(cè)點(diǎn)。

3.2嚴(yán)格把控后期處理質(zhì)量

鋼零件其表面后期處理操作。主要包含著除氫處理、鈍化處理、封閉處理、皂化及填充處理等。針于抗拉強(qiáng)度在1050MPa以上的相關(guān)鋼零件，在做鍍覆處理之后，還需做好除氫該項(xiàng)處理操作。保濕時(shí)間及加熱的溫度等，均需依據(jù)強(qiáng)度級(jí)別及合金牌號(hào)予以確定，操作者需合理控制化學(xué)覆蓋及鍍覆至除氫等處理操作時(shí)間的間隔;鋼零件的鍍膜層及鍍鋅層做鈍化處理期間，操作者需注意把控鈍化液實(shí)際成分、干燥法及鈍化時(shí)間等，待鈍化處理之后，干燥的溫度必須控制于60℃以?xún)?nèi);對(duì)鋼零件進(jìn)行磷化膜的封閉處理操作期間，操作者必須嚴(yán)格把控封閉液時(shí)間及成分等;鋼零件做氧化膜層的皂化及填充等處理操作期間，操作者必須嚴(yán)格把控填充及皂化具體操作時(shí)間，并把控好填充液、液實(shí)際成分等，以將后期處理質(zhì)量把控好。

3.3做好前期處理控制

前期處理環(huán)節(jié)，主要是針對(duì)于鋼零件的表面開(kāi)展吹砂、除銹及除油等各項(xiàng)處理。針對(duì)于除油該項(xiàng)處理操作，包含著溶劑、化學(xué)、氣相、電解、超聲波及乳化等這些除油處理方式。在除油處理操作質(zhì)量控制方面，操作者應(yīng)當(dāng)從溶液或者溶劑基本成分、時(shí)間、電流及溫度等入手來(lái)控制處理質(zhì)量;在除銹處理方面，主要包含著強(qiáng)弱及電解式的侵蝕處理，操作者應(yīng)當(dāng)從溶液的溫度、成分、時(shí)間、電流等入手來(lái)控制處理質(zhì)量;做熱噴涂處理期間，需采用汽油機(jī)其它一些有機(jī)的溶劑將鋼零件其表面所附著的油脂去除，再利用吹砂漿零件表面所殘留的污物及氧化物去除。

3.4嚴(yán)格把控檢測(cè)質(zhì)量

為能夠?qū)︼w機(jī)內(nèi)部鋼零件的表面處理效果及質(zhì)量進(jìn)行有效評(píng)定，通常需在處理操作完畢后開(kāi)展精細(xì)化的質(zhì)量檢測(cè)工作，也可以說(shuō)是把控鋼零件其表面處理全過(guò)程操作質(zhì)量的最后環(huán)節(jié)，故需從該環(huán)節(jié)入手，嚴(yán)格把控檢測(cè)質(zhì)量。其一，檢驗(yàn)電鍍層的外觀時(shí)，必須處于白色的透射光、無(wú)反射光、天然的散熱光線(xiàn)等這些光線(xiàn)條件下，采用目視檢驗(yàn)法予以精細(xì)化檢驗(yàn)操作，且光照度需控制在300LX以上范圍。重要的零件必須實(shí)現(xiàn)100%無(wú)遺漏的檢驗(yàn)，剩余零件必須嚴(yán)格按照質(zhì)量檢驗(yàn)要求及標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)展抽樣檢驗(yàn)操作。鍍層的顏色，必須與實(shí)際要求相吻合，且必須細(xì)致的、均勻的結(jié)晶;檢驗(yàn)化學(xué)的氧化及磷化等這些轉(zhuǎn)化的膜層外觀時(shí)，重要的零件必須實(shí)現(xiàn)100%無(wú)遺漏的檢驗(yàn)，剩余零件必須嚴(yán)格按照質(zhì)量檢驗(yàn)要求及標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)展抽樣檢驗(yàn)操作。

結(jié)語(yǔ)

飛機(jī)復(fù)雜零件的研究，只要通過(guò)質(zhì)量和精度這兩個(gè)方面，質(zhì)量方面控制零件的誤差，精度方面控制零件的加工方法，復(fù)雜零件的分析從初始設(shè)計(jì)、加工過(guò)程、加工工藝等方面，對(duì)復(fù)雜零件進(jìn)行誤差建模、加工過(guò)程誤差源分析，研究其核心技術(shù)和構(gòu)成，從根本上控制零件質(zhì)量和精度。

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（作者單位：哈爾濱哈飛工業(yè)有限責(zé)任公司）