大客縫翼后緣組件校驗膜試驗工藝方法改進

張靜

摘 ? 要：在金屬膠接工藝中，校驗膜試驗是判斷零件與零件之間、以及零件與工裝之間配合關系的重要手段，其結果對產品膠接質量的保證有著重要影響。校驗膜試驗則是判斷零件與零件之間、零件與工裝之間配合關系的重要而有效的手段。本文針對大客縫翼后緣組件校驗膜試驗過程中存在的問題進行了分析，并采取了一系列的工藝改進措施，順利完成了多項組件的校驗膜試驗。

關鍵詞：金屬膠接 ?板芯結構 ?校驗膜試驗

中圖分類號：V25 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）07（b）-0077-02

金屬膠接結構于20世紀40年代開始在飛機上應用，至今采用金屬膠接結構的機種已達百種以上。隨著金屬膠接結構技術不斷提高，可靠性及耐久性方面已取得了重要突破，這種結構在國內外飛機上已得到了廣泛應用[1]。在金屬膠接工藝中，零件與零件之間、以及零件與工裝之間的配合關系對產品的膠接質量有著重要的影響。校驗膜試驗則是判斷零件與零件之間、零件與工裝之間配合關系的重要而有效的手段。

本文主要針對大客縫翼后緣組件校驗膜試驗過程中存在的問題，采取了一系列的改進措施，并通過10項縫翼后緣組件校驗膜試驗的驗證，有效地解決了試驗過程中存在的問題，為后續零件的生產和質量保證奠定了基礎。

1 ?工藝方法改進

1.1 產品結構以及校驗膜試驗要求

大客縫翼后緣組件為楔形板芯金屬膠接結構，由下蒙皮、尾緣墊塊、內端肋、后梁、外端肋、蜂窩芯、上蒙皮組成，采用一次膠接成型工藝，即上/下蒙皮與蜂窩芯之間鋪貼膠膜，后梁、內外端肋、尾緣墊塊與蜂窩芯粘接面鋪貼泡沫膠，裝配完成后進行一次固化成型。設計選用的膠膜為CMS-AD-102Ⅰ型10級（FM73M OST. 06 PSF）。按照工藝規范要求，每項組件生產前均要進行校驗膜試驗，對工裝與零件、零件與零件之間的配合情況進行驗證，板板膠接區校驗膜厚度范圍0.05～0.50mm，板芯區要求蜂窩芯格有均勻的壓痕。

1.2 校驗膜試驗主要難點分析

大客縫翼后緣組件校驗膜試驗主要難點有以下幾個方面：

（1）10項組件長寬比均較大，最大組件尺寸為3787mm×356mm，最小組件尺寸2853mm×265mm。上/下蒙皮、尾緣、后梁在加工和后續周轉過程中容易發生變形，導致零件與零件之間以及零件與工裝之間配合關系較差。

（2）上、下蒙皮與蜂窩芯配合區域分別帶有0.8mm、0.6mm的化銑臺階。按設計數模，蒙皮化銑區域最大外形與蜂窩芯外形尺寸一致，而蒙皮化銑區邊緣帶有圓角過渡區，且化銑區寬度公差±0.8mm，裝配過程中會出現蜂窩芯邊緣與蒙皮化銑過渡區配合干涉的問題。

（3）靠袋面蒙皮寬度方向在與后梁膠接邊一側帶有5mm的余量，而部分膠接夾具在設計時沒有考慮蒙皮余量，后梁定位芯模上未在后梁邊緣線以外做出臺階，蒙皮余量區在膠接過程中是懸空的。固化過程中在固化壓力的作用下蒙皮邊緣余量區下壓，導致后梁邊緣位置校驗膜超薄。

（4）靠工裝面一側后梁外形比蒙皮大，膠接夾具工作面蒙皮邊緣線以外有一個與后梁外表面配合的臺階。理論上要求蒙皮定位后其膠接面應和工裝上與后梁配合的臺階表面齊平，但由于工裝型面加工時其臺階根部往往加工不到位，存在蒙皮定位后其膠接面高于工裝臺階表面的問題，這樣會造成靠工裝面蒙皮與后梁膠接區校驗膜厚度超薄。

（5）上、下蒙皮按照設計數模要求，邊緣尺寸公差±0.8mm，比膠接件外形容差控制要大。而且從實際情況來看，蒙皮實際外形尺寸較理論外形尺寸一般大+2mm左右，且邊緣不直，在預裝過程中，蒙皮無法準確定位。由于蒙皮上帶有與蜂窩芯配合的化銑區，邊緣尺寸超差會直接影響蒙皮與蜂窩芯的配合情況。

（6）前期試驗過程中多次出現靠袋面蒙皮與尾緣墊塊膠接區膠層厚度不均，局部超厚的問題。一方面是由于蜂窩芯邊緣與蒙皮配合較差;另一方面，縫翼后緣組件為雙曲面，尾緣與蒙皮膠接區位于曲面較低的位置，會存在壓力傳遞不均的問題。而若是在靠袋面使用型面與蒙皮一致的勻壓板，不易保證勻壓板與零件良好貼合，且保存和使用過程中勻壓板也容易變形。勻壓板貼合狀態較差時反而會加劇壓力傳遞不均的問題。

1.3 改進措施

為了解決上述問題，在校驗膜試驗過程中提出了一系列的改進措施，主要如下。

（1）在零件預裝工序，仔細檢查零件與零件之間、零件與工裝之間的貼合狀態。對于零件貼合狀態較差的問題，及時聯系檢驗，要求零件加工單位現場對零件進行敲修，保證零件貼合狀態符合文件要求。另外，為避免板板區出現空腔，膠膜鋪貼時在板板區增加一層膠膜。具體操作方法為：在上、下蒙皮待膠接面上鋪貼一層膠膜。上、下蒙皮與尾緣粘接區域在蒙皮化銑臺階處增加一層寬度10～15mm的膠膜，增加的膠膜寬度方向以化銑臺階為中線均勻分布兩側。上、下蒙皮與內外端肋和后梁粘接區域均增加一層膠膜，增加的膠膜應超出蒙皮化銑區3～5mm，較零件邊緣線大2～3mm。

（2）為避免蜂窩芯邊緣與蒙皮化銑過渡區干涉，蜂窩芯外形尺寸修整到位后，在蜂窩芯上下膠接面四周邊緣棱角處進行手工修整，制出2mm的45°斜倒角，以此避開蒙皮化銑過渡區。

（3）為解決靠袋面蒙皮余量區在固化過程中懸空的問題，需要在定位芯模上后梁邊緣線以外放置墊條。墊條實際厚度以其表面略低于后梁膠接面為宜，既可以承托蒙皮余量區，以免蒙皮在固化過程中下壓造成邊緣校驗膜超薄，墊條厚度適當也可避免造成蒙皮架橋使得邊緣校驗膜厚度超厚。

（4）針對靠工裝面蒙皮定位后其膠接面高出工裝表面的問題，首先對工裝工作面臺階根部加工狀態進行檢查，若有清根不到位的問題，及時聯系主管工藝對工裝型面進行返修。若工裝臺階根部加工沒有問題，可以在工裝與后梁接觸位置按照實際階差使用阻尼鋁箔或者脫模布進行調整，保證蒙皮膠接面與調整后工裝表面齊平。

（5）針對蒙皮邊緣超差現象，在工裝工作面增加蒙皮化銑區邊緣線。預裝時，按化銑區邊緣線放置蒙皮，然后再按工裝上的蒙皮邊緣線修整蒙皮邊緣，避免因蒙皮外形尺寸偏差造成化銑區位置與蜂窩芯配合干涉的問題。

（6）為避免靠袋面蒙皮與尾緣膠接區在固化過程中傳壓不均，在蒙皮上靠近蒙皮外邊緣放置一個2mm厚的鋁制勻壓條。蒙皮與尾緣粘接區域寬度20mm，勻壓條寬度比板板膠接區域略窄，實際寬度18mm，保證該區域壓力均勻。

2 ?結語

上述改進后的校驗膜試驗經過了10項圖號的生產驗證，校驗膜厚度完全符合文件要求，未出現配合不好造成膠接區空腔、零件移位以及蜂窩芯格印痕不清等缺陷，有效保障了校驗膜試驗進度，也為后續產品的膠接質量的保證奠定了基礎。同時，使用鋁制墊片、阻尼鋁箔以及脫模布等常用輔助材料對工裝進行補償的方法，大大節省了工裝返修費用，降低了制造成本。

參考文獻

[1] 胡建國，田正怡.航空制造工程手冊[M].北京：航空工業出版社，1995.

[2] 郝璇，周家檢，張衛民.民用客機縫翼氣動噪聲數值模擬研究[J].民用飛機設計與研究，2014（4）：21-26，86.

[3] 張振輝，李棟，楊茵.基于前緣縫翼微型后緣裝置的多段翼型被動流動控制[J].航空學報，2017，38（5）：129-139.