飛機復(fù)雜零件的加工與質(zhì)量控制探析

李進民 吳萍

【摘?要】現(xiàn)階段，隨著社會的發(fā)展，我國工業(yè)化建設(shè)的發(fā)展也突飛猛進。飛機零件數(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，制造精度不容達到，本文研究分析復(fù)雜零件的加工過程和質(zhì)量控制，通過復(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】飛機復(fù)雜零件;加工;質(zhì)量控制探析

引言

在工業(yè)設(shè)計中，標準化程度越高，設(shè)計生產(chǎn)效率就越高。標準化的思路在一些領(lǐng)域已經(jīng)有探索應(yīng)用和發(fā)展，并收到了顯著效益。飛機系統(tǒng)設(shè)計中采用了大量標準零件，如標準連接器、插頭、卡箍、線纜支撐桿、開關(guān)等，標準零件的使用增加了設(shè)計便捷性，提高了設(shè)計效率。在一般飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計中，大量使用了標準緊固件，標準緊固件使用方便，設(shè)計效率高，由標準部門統(tǒng)一管理，減輕了設(shè)計人員的負擔(dān)。飛機機體結(jié)構(gòu)內(nèi)，在同一功能區(qū)域（如增壓氣密機身區(qū)、機翼油箱區(qū)），存在大量類型相似的具有典型特征的典型零件，如框腹板面剪切角片、長桁對接接頭、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，此類零件具有尺寸小、用量大、分布廣、安裝位置類似、受力特性相近等特點，具有替換為標準零件的可能性，因此在商業(yè)飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計中探索一種便捷高效的零件標準化模式，將典型零件轉(zhuǎn)化為標準零件成為一個新課題。

1復(fù)雜零件分析

飛機復(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，同時要求零件的精度也高的一種零件，對于復(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)量控制可以通過單個工序進行控制，在特定的位置進行質(zhì)量檢驗和控制，但是對于飛機復(fù)雜零件，工序和加工順序復(fù)雜，所以過程控制點要多，這就造成零件控制難度高。（2）誤差大，因為加工和結(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，最后會影響零件的整體誤差，所以需要控制零件的誤差源。飛機復(fù)雜零件的加工過程非常重要，它是將材料加工成設(shè)計要求尺寸的零件，而加工的時候復(fù)雜零件容易產(chǎn)生誤差。零件誤差源會使飛機復(fù)雜零件的設(shè)計加工后的尺寸與設(shè)計尺寸有偏離，嚴重的會變成廢品，而加工誤差在生產(chǎn)過程中是不可避免的，只有將誤差控制到最小，生產(chǎn)出來的零件質(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誤差也有確定誤差，確定誤差是通過加工補償可以補償?shù)?，例如機床本身的誤差、溫升變形誤差，在加工時候通過尺寸補償進行去除，隨機誤差不可控制，是在加工過程中由于振動或者損壞造成的誤差，切削過程中刀具磨損，最后加工零件的尺寸不合格，這種就是隨機誤差。

2零件標準化設(shè)計的基礎(chǔ)

標準化設(shè)計的基礎(chǔ)是模塊化設(shè)計，模塊是組成標準化設(shè)計產(chǎn)品的基本單元，模塊化設(shè)計是解決復(fù)雜系統(tǒng)問題的有效方法。模塊化設(shè)計的特點不是面向單個產(chǎn)品，而是面向整個產(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（總成）及子系統(tǒng)級的通用件，由模塊可以直接構(gòu)成整機以至大的系統(tǒng)，從而在更高層次上實現(xiàn)優(yōu)化簡化。在當(dāng)今全基于MBD的全三維數(shù)字化建模設(shè)計技術(shù)的潮流下，飛機制造商采用全三維數(shù)字化、模塊化概念進行設(shè)計，標準零件的應(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超聲無損檢測與試驗研究

飛機大型復(fù)雜零件的無損檢測步驟是將被檢測零件加工完成后進行工件定位，保證零件在檢測過程中的固定，然后對零件進行仿形測量、運動學(xué)變換;再通過探頭測量軌跡數(shù)學(xué)模型生產(chǎn)、逆運動學(xué)變換、多軸運動控制器，最后實現(xiàn)受控超聲檢測。對飛機零件超聲檢測軌跡生產(chǎn)的試驗研究分析方法可以通過以下幾種進行：（1）截面線法，這種方法是通過平行平面與檢測曲面相交，通過這些交線生產(chǎn)檢測點。（2）等參數(shù)線法，是通過被檢測曲面的等參數(shù)線生產(chǎn)檢測軌跡，這種方法是最基本的檢測方法，計算簡單，計算量也少。（3）非等參數(shù)法，該方法也叫近似等弧長法，該法可以將相鄰檢測點之間的距離與檢測間距進行一致設(shè)計，最終取最小檢測點。

3.2嚴格把控后期處理質(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，還需做好除氫該項處理操作。保濕時間及加熱的溫度等，均需依據(jù)強度級別及合金牌號予以確定，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際成分、干燥法及鈍化時間等，待鈍化處理之后，干燥的溫度必須控制于60℃以內(nèi);對鋼零件進行磷化膜的封閉處理操作期間，操作者必須嚴格把控封閉液時間及成分等;鋼零件做氧化膜層的皂化及填充等處理操作期間，操作者必須嚴格把控填充及皂化具體操作時間，并把控好填充液、液實際成分等，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)，主要是針對于鋼零件的表面開展吹砂、除銹及除油等各項處理。針對于除油該項處理操作，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、時間、電流及溫度等入手來控制處理質(zhì)量;在除銹處理方面，主要包含著強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、時間、電流等入手來控制處理質(zhì)量;做熱噴涂處理期間，需采用汽油機其它一些有機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嚴格把控檢測質(zhì)量

為能夠?qū)︼w機內(nèi)部鋼零件的表面處理效果及質(zhì)量進行有效評定，通常需在處理操作完畢后開展精細化的質(zhì)量檢測工作，也可以說是把控鋼零件其表面處理全過程操作質(zhì)量的最后環(huán)節(jié)，故需從該環(huán)節(jié)入手，嚴格把控檢測質(zhì)量。其一，檢驗電鍍層的外觀時，必須處于白色的透射光、無反射光、天然的散熱光線等這些光線條件下，采用目視檢驗法予以精細化檢驗操作，且光照度需控制在300LX以上范圍。重要的零件必須實現(xiàn)100%無遺漏的檢驗，剩余零件必須嚴格按照質(zhì)量檢驗要求及標準，開展抽樣檢驗操作。鍍層的顏色，必須與實際要求相吻合，且必須細致的、均勻的結(jié)晶;檢驗化學(xué)的氧化及磷化等這些轉(zhuǎn)化的膜層外觀時，重要的零件必須實現(xiàn)100%無遺漏的檢驗，剩余零件必須嚴格按照質(zhì)量檢驗要求及標準，開展抽樣檢驗操作。

結(jié)語

飛機復(fù)雜零件的研究，只要通過質(zhì)量和精度這兩個方面，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、加工過程、加工工藝等方面，對復(fù)雜零件進行誤差建模、加工過程誤差源分析，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）