民用飛機(jī)典型八字孔超差處理方法剖析

王鵬　夏仲純

【摘 要】八字孔超差是民機(jī)制造過(guò)程中較為常見(jiàn)的一種故障，本文針對(duì)民用飛機(jī)上經(jīng)常出現(xiàn)的八字孔超差進(jìn)行了分析，提出了處理超差的方法，為今后八字孔超差處理提供了借鑒。

【關(guān)鍵詞】民用飛機(jī)；八字孔；超差；處理方法

0 引言

民用飛機(jī)在裝配制造過(guò)程中，特別是研制期間，出現(xiàn)故障超差是比較常見(jiàn)的。而八字孔超差在整個(gè)超差尤為突出。目前，八字孔超差的處理辦法由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的處理程序，容易出現(xiàn)處理方法的混亂、不規(guī)范，甚至造成新的超差。本文旨在梳理八字孔的超差處理方法，力爭(zhēng)使其處理方法規(guī)范、統(tǒng)一。

1 八字孔超差處理方法

1.1 八字孔的基本形式

在工廠(chǎng)生產(chǎn)裝配中，按孔中心距劃分，被加工成長(zhǎng)圓孔、雙孔或孔中心距很短的孔，統(tǒng)稱(chēng)為八字孔，如圖1所示。

1）如果八字孔是多余孔，當(dāng)八字孔中心距逐漸增大時(shí)，可依次選擇下列幾種修理方法：

（1）將八字孔擴(kuò)孔圓整后用鉚釘堵孔。

（2）將八字孔擴(kuò)孔圓整后用襯套堵孔。

（3）如果兩孔中心距太近，但兩孔之間的凈剩余材料大于1.27mm，當(dāng)兩孔中心連線(xiàn)與載荷方向平行時(shí)，直接堵住兩個(gè)孔；如果兩孔中心連線(xiàn)與載荷方向垂直，則堵孔兩個(gè)孔后尚需作適當(dāng)加強(qiáng)（增加條帶或加強(qiáng)板）。

（4）報(bào)廢單個(gè)零件。

2）如果是在八字孔處安裝緊固件來(lái)傳遞載荷，當(dāng)八字孔中心距逐漸增大時(shí)，可依次選擇下列幾種修理方法：

（1）將八字孔擴(kuò)孔圓整后安裝加大緊固件。

（2）將八字孔擴(kuò)孔圓整后加襯套再安裝原圖紙緊固件。

（3）如果兩孔中心距太近，但兩孔之間的凈剩余材料大于1.27mm，當(dāng)兩孔中心連線(xiàn)與載荷方向平行時(shí)，可以堵住其中的一個(gè)空孔，在另外一個(gè)孔上安裝圖紙要求的緊固件；如果兩孔中心連線(xiàn)與載荷方向垂直，則堵孔后需作適當(dāng)加強(qiáng)（增加條帶或加強(qiáng)板）。

（4）報(bào)廢單個(gè)零件。

1.2 八字孔超差處理基本方法

1）多余八字孔的超差處理

對(duì)結(jié)構(gòu)上多余八字孔的超差處理簡(jiǎn)而言之就是進(jìn)行堵孔。首先要將八字孔擴(kuò)孔圓整，擴(kuò)孔的基本原則是盡量使得去掉原結(jié)構(gòu)材料最小，同時(shí)盡量遠(yuǎn)離零件邊緣和附近的緊固件。

2）鉚釘堵孔

一般八字孔擴(kuò)孔后的大小為滿(mǎn)足強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)需求的最小鉚釘孔標(biāo)準(zhǔn)孔徑，部分鋁制有頭實(shí)心鉚釘孔標(biāo)準(zhǔn)孔徑見(jiàn)表1。八字孔擴(kuò)孔圓整后用與孔徑相對(duì)應(yīng)的鉚釘進(jìn)行堵孔，堵孔基本要求如下：

（1）為節(jié)約成本，一般情況下應(yīng)盡量選用現(xiàn)有鉚釘用鐓鉚的方法進(jìn)行堵孔，應(yīng)注意對(duì)不同材質(zhì)的結(jié)構(gòu)選用不同種類(lèi)的鉚釘：對(duì)鋁材選用“AD”（2117-T3）或“DD”（2024-T31）釘，對(duì)鎂材選用“B”（5056）釘，對(duì)鋼和鈦選用“M”（蒙耐爾）釘。必要時(shí)也可用基本結(jié)構(gòu)材料（鋁、鈦、鋼等）制造堵釘，用冷凍收縮的方法壓入孔中，但這樣做的成本比較高，應(yīng)慎用?！癆”（1100F）釘太軟，不足以有效地減少應(yīng)力集中，不宜用作堵釘。“B”（5056）釘不能用于材質(zhì)為2024合金的結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@將引起晶間腐蝕問(wèn)題。

（2）若在一排鋼緊固件中，有一個(gè)緊固件附近多了一個(gè)空孔，通常應(yīng)該用“D”（2017-T3）釘堵孔。緊鄰該堵釘?shù)匿摼o固件的承載能力將有所降低，但和整排鋼緊固件的承載能力相比，這種降低影響不大。有時(shí)將此鋼釘任意一側(cè)的緊固件加大（采用修理用的加大釘）以補(bǔ)償這一損失。

（3）在下列情況下應(yīng)該采用“冷凍堵釘”（即將堵釘冷凍后壓入孔中）堵孔：

空孔位于一排緊固件中端頭緊固件的附件。由少數(shù)幾個(gè)緊固件構(gòu)成的連接接頭中，某個(gè)緊固件附近存在一個(gè)空孔。某集中載荷通過(guò)一排緊固件擴(kuò)散，在該排緊固件中，靠近集中載荷作用點(diǎn)的那個(gè)緊固件的附件存在空孔。

“冷凍堵釘”的材料和其周?chē)幕窘Y(jié)構(gòu)材料相同，具有同樣的抗擠壓能力，這樣就能有效地傳遞釘間擠壓載荷，使得鄰近的緊固件能充分發(fā)揮其承載能力。

“冷凍堵釘”應(yīng)規(guī)定適當(dāng)?shù)母缮媪?，一般為直徑?.003至0.004倍，并采用FR底漆或密封劑。

（4）不允許對(duì)各種非圓孔實(shí)施堵孔。

（5）當(dāng)空孔穿過(guò)兩層或兩層以上的結(jié)構(gòu)材料時(shí)，原則上應(yīng)分層堵孔，只有當(dāng)材料很薄難于成功地實(shí)施分層堵孔時(shí)才是例外。如果超差孔的堵釘穿過(guò)兩層或兩層以上的材料，相當(dāng)于使用了較大直徑的緊固件，并傳遞與其直徑相應(yīng)的較大載荷，這可能導(dǎo)致該堵釘與其鄰近緊固件之間的結(jié)構(gòu)材料剪壞。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，單層材料厚度在0.51mm以上時(shí)就可成功地實(shí)施堵孔。

（6）如果兩孔中心距太近，但兩孔之間的凈剩余材料大于1.27mm，當(dāng)兩孔中心連線(xiàn)與載荷方向平行時(shí)，可以堵住其中的一個(gè)空孔，此時(shí)該堵釘不承受任何載荷（分層堵孔）；如果兩孔中心連線(xiàn)與載荷方向垂直，則堵孔后尚需作適當(dāng)加強(qiáng)。

（7）如果孔的邊緣至零件邊緣之間的距離等于或大于1.6mm，原則上可實(shí)施堵孔，否則應(yīng)搓修掉該孔。

（8）應(yīng)采取可靠措施防止堵釘脫落，防止在內(nèi)壓作用下堵釘被壓出艙外?？赡軙r(shí)應(yīng)在被堵孔的兩端輕锪窩，锪窩深度為0.3mm，鐓鉚后將堵釘兩端銑平。有時(shí)也可使用墊圈和鄰近結(jié)構(gòu)來(lái)防止堵釘脫落。

（9）鉚釘堵孔后的表面處理至少應(yīng)該與原零件的表面處理相當(dāng)。

3）襯套堵孔

若預(yù)測(cè)擴(kuò)孔后孔徑過(guò)大（一般超過(guò)6號(hào)釘）或者安裝鉚釘無(wú)法滿(mǎn)足強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)等要求時(shí)，需要制作特制件襯套進(jìn)行堵孔，八字孔擴(kuò)孔圓整的襯套直徑及標(biāo)準(zhǔn)孔徑詳見(jiàn)《麥道飛機(jī)聯(lián)絡(luò)工程手冊(cè)》[1]，部分見(jiàn)表2。

加襯套應(yīng)遵循的一般原則：

a. 加襯套時(shí)應(yīng)盡量使得去掉的原結(jié)構(gòu)材料最少。

b. 襯套材料必須與結(jié)構(gòu)材料相容，以避免電化腐蝕。

c. 襯套材料的熱處理至少應(yīng)該和裝襯套零件的熱處理相當(dāng)（強(qiáng)度要求）。

d. 襯套與零件之間合適的干涉量通常為孔直徑的0.003至0.004倍，對(duì)于直徑大于25.4mm的孔，其干涉量可略小于上述比例。試驗(yàn)表明，大干涉量對(duì)疲勞壽命有較大改進(jìn)，但干涉量太大會(huì)加速應(yīng)力腐蝕。

e. 加襯套后，如果現(xiàn)有墊圈太小不足以擋住襯套，可考慮使用臺(tái)階型襯套或改用大墊圈。

f. 當(dāng)襯套穿過(guò)兩層或更多層結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)分層加襯套，且每層襯套的兩端應(yīng)倒角。

典型襯套尺寸如圖2所示，埋頭襯套尺寸如圖3所示，長(zhǎng)度一般要比實(shí)際所需厚度厚一些，便于加工安裝。

4）需安裝緊固件的八字孔超差處理

在特制襯套上安裝緊固件時(shí)，襯套盡可能采用最小所需的壁厚。修理中經(jīng)常采用的壁厚為0.76mm，襯套的最小壁厚不得小于0.64mm。薄壁襯套安裝好以后應(yīng)該進(jìn)行鉸孔。

八字孔擴(kuò)孔圓整的標(biāo)準(zhǔn)孔徑詳見(jiàn)《麥道飛機(jī)聯(lián)絡(luò)工程手冊(cè)》，部分見(jiàn)表2。襯套安裝原則、襯套尺寸同“襯套堵孔”一節(jié)，加工襯套時(shí)最好預(yù)先制出安裝緊固件的導(dǎo)孔。

2 總結(jié)

本文對(duì)飛機(jī)裝配制造過(guò)程出現(xiàn)的一類(lèi)常見(jiàn)八字孔故障處理方法進(jìn)行了分析，詳細(xì)介紹了八字孔超差的標(biāo)準(zhǔn)化處理方法，對(duì)民機(jī)制造過(guò)程八字孔超差處理具有一定的參考作用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]費(fèi)衡甫.麥道飛機(jī)聯(lián)絡(luò)工程手冊(cè)[S].航空工業(yè)出版社，1997.

[責(zé)任編輯：湯靜]