某型飛機(jī)管接頭錐面修理裝夾困難的解決措施

王澤亮 ，趙 爽 ，王 洋 ，仇紅偉

(1.大連長豐實(shí)業(yè)總公司 機(jī)械加工車間，遼寧 大連 116033 ；2.沈陽理工大學(xué) 裝備工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110159)

某型飛機(jī)大修過程中，單架飛機(jī)可分解出大約500件各類管接頭，需要對管接頭進(jìn)行分揀和修復(fù),然后安裝到同批次大修飛機(jī)上.某型飛機(jī)3次大修的展開，對管接頭錐面的修理提出了更高的要求.由于管接頭錐面锪修后表面質(zhì)量不能滿足新的修理要求，故采用車削的方式修理管接頭錐面，但又出現(xiàn)了難以克服的裝夾難題.本文對此進(jìn)行深入分析，提出帶螺紋三爪結(jié)構(gòu)，以帶螺紋三爪直接裝夾，以期確保定位精度，提高裝夾效率.

1 問題分析

飛機(jī)修理技術(shù)條件中規(guī)定，修理后管接頭錐面與螺紋中徑的位置公差為圓跳動不大于0.05 mm(圖1).管接頭制造中可一次裝夾完成螺紋和錐面的加工，螺紋中徑與錐面必然同心，圓跳動近似為0.對錐面進(jìn)行修理時(shí)，確保裝夾后錐面的圓跳動不大于0.05 mm，方可保證修復(fù)后管接頭錐面與螺紋中徑位置公差滿足修理要求.

圖1 管接頭錐面和螺紋中徑的位置公差

管接頭外形如圖2所示.在管接頭錐面修理中，可裝夾的部位有模鍛外形和螺紋兩處，模鍛外形為非圓不規(guī)則形狀，螺紋也不足以承受卡爪的夾緊力.因此，對管接頭零件車削修理錐面時(shí)無法采用三爪卡盤裝夾工件.

(a) 三通管接頭 (b) 帶螺帽的三通管接頭圖2 管接頭外形

針對管接頭外形特點(diǎn)，可采用四爪卡盤裝夾，但使用四爪裝夾管接頭車削修理錐面時(shí)，必須多次調(diào)整4個夾持爪的位置來找正中心，以確保裝夾后錐面的圓跳動不大于0.05 mm.與三爪卡盤相比，四爪卡盤裝夾方式無法自動定心[1-3]，裝夾難度高，耗時(shí)長.

因此，無法直接裝夾螺紋和裝夾模鍛外形、找正管接頭錐面困難是造成某型飛機(jī)管接頭錐面修理裝夾困難的主要原因.

2 夾具設(shè)計(jì)原理

帶螺紋三爪夾具能夠直接裝夾螺紋并快速找正管接頭錐面，降低裝夾難度，實(shí)現(xiàn)快速裝夾[4-5].根據(jù)修理技術(shù)條件中對螺紋中徑與錐面圓跳動的要求，應(yīng)選擇螺紋中徑進(jìn)行定位.為使修理后錐面與螺紋中徑圓跳動不大于0.05 mm，夾具的定位元件需要精確定位螺紋中徑.可將帶螺紋三爪夾具定位處設(shè)計(jì)成與管接頭螺紋牙型和螺距相同的不帶牙尖的螺紋，使該螺紋中徑與管接頭螺紋中徑緊密配合[6].螺紋中徑定位原理如圖3所示.三爪自動定心[7]，能夠保證裝夾后管接頭錐面與螺紋中徑圓跳動不大于0.05 mm，而且裝夾快速、簡便[8-9].某型飛機(jī)管接頭螺紋螺距有1 mm、1.5 mm、2 mm等規(guī)格，只需制作對應(yīng)螺距的幾套帶螺紋三爪，就可以完成所有裝夾工作.因此該夾具的通用性較高.

(a) 夾具螺紋中徑與工件螺紋中徑未接觸

(b) 夾具螺紋中徑與工件螺紋中徑緊密接觸

3 帶螺紋三爪結(jié)構(gòu)

帶螺紋三爪包括：活動卡爪、連接桿、固定支撐桿、螺紋夾持爪.活動卡爪選用車床通用卡爪.連接桿、固定支撐桿均選用優(yōu)質(zhì)的合金鋼材料.螺紋夾持爪的原材料選用優(yōu)質(zhì)黃銅，既可保證夾具的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性，還能避免夾傷螺紋.帶螺紋三爪的結(jié)構(gòu)如圖4所示.單個帶螺紋卡爪的結(jié)構(gòu)如圖5所示.

1.1,1.2,1.3-帶螺紋卡爪 2-工件圖4 帶螺紋三爪的結(jié)構(gòu)

1-活動卡爪 2-連接桿 3-螺紋夾持爪 4-固定支撐桿圖5 單個帶螺紋卡爪的結(jié)構(gòu)

4 定位精度的確保

定位元件的精度直接影響夾具的裝夾精度，夾具的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮定位元件——螺紋夾持爪的定位精度.制作時(shí)，螺紋夾持爪起定位作用的螺紋部分暫不加工.通過焊接方式將活動卡爪、連接桿、螺紋夾持爪和固定支撐桿連接后，將帶螺紋三爪的半成品安裝在卡盤上，使用螺紋刀加工螺紋夾持爪的螺紋部分.螺紋夾持爪的螺紋車削加工點(diǎn)如圖6所示.通過最后精加工螺紋夾持爪的螺紋部分，保證夾具的定位精度.

圖6 螺紋夾持爪的螺紋車削加工點(diǎn)

5 裝夾效果的檢查

經(jīng)過設(shè)計(jì)、制作、安裝、精加工等，可制作完成通用夾具——帶螺紋三爪.在用帶螺紋三爪裝夾管接頭螺紋部分后，打表檢測管接頭錐面圓跳動.檢測可知，圓跳動均不大于0.05 mm.

圖7所示為裝夾方式改進(jìn)前后的對比情況.改進(jìn)前后對比發(fā)現(xiàn)，原來管接頭錐面修理過程中裝夾定位方式為四爪裝夾并打表找正回轉(zhuǎn)中心，復(fù)雜繁瑣，耗時(shí)很長；現(xiàn)使用帶螺紋三爪直接裝夾管接頭螺紋，定位精確，裝夾迅速.

(a) 改進(jìn)前 (b) 改進(jìn)后圖7 裝夾方式改進(jìn)前后的對比情況

由同一操作者用四爪和帶螺紋三爪分別裝夾找正同一批管接頭零件，可統(tǒng)計(jì)出圖8所示的裝夾耗時(shí)對比數(shù)據(jù).

圖8 裝夾耗時(shí)對比數(shù)據(jù)

從圖8可看出，與四爪相比，使用帶螺紋三爪裝夾管接頭，大大縮短了裝夾時(shí)間，平均裝夾時(shí)間為2.6 min，僅為四爪裝夾平均時(shí)間(33.5 min)的7.8%.

6 結(jié)束語

針對某型飛機(jī)管接頭錐面修理裝夾困難，采用帶螺紋三爪，以螺紋中徑定位，直接裝夾螺紋并快速找正管接頭錐面，降低了管接頭錐面修理裝夾難度，提高了裝夾效率.帶螺紋三爪具有定位精度高、使用簡便、裝夾效率高等優(yōu)點(diǎn)，具有較大的推廣價(jià)值.