顯示護(hù)目鏡裂紋故障分析及改進(jìn)

婁紅濤 楊曉敏 董冉

摘要：某新型綜合瞄準(zhǔn)顯示頭盔首次加工時(shí)，顯示護(hù)目鏡孔口周邊出現(xiàn)環(huán)狀裂紋，與以往發(fā)生的同類型故障進(jìn)行對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，裂紋產(chǎn)生原因與以往不同。經(jīng)過(guò)多輪次分析和驗(yàn)證，找到了此次裂紋產(chǎn)生的主要原因?yàn)榕浜铣叽绮粎f(xié)調(diào)和顯示護(hù)目鏡孔質(zhì)量差，在生產(chǎn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上采取較為經(jīng)濟(jì)的措施，解決了裂紋問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：護(hù)目鏡裂紋 配合質(zhì)量

0引言

顯示護(hù)目鏡組件是某新型綜合瞄準(zhǔn)顯示頭盔（以下簡(jiǎn)稱：頭盔）的重要組件之一，首批組件裝配后發(fā)現(xiàn)顯示護(hù)目鏡（以下簡(jiǎn)稱：護(hù)目鏡）出現(xiàn)了如圖1右邊所示的環(huán)形發(fā)散狀裂紋。

1故障對(duì)比及分析

公司在2016年發(fā)生過(guò)護(hù)目鏡裂紋問(wèn)題，裂紋的現(xiàn)象與此次類似。當(dāng)年將裂紋原因定位為：樂(lè)泰243螺紋鎖固密封膠（以下簡(jiǎn)稱：243膠）侵蝕護(hù)目鏡裝配孔，產(chǎn)生微裂紋，護(hù)目鏡使用一段時(shí)間后，在應(yīng)力的作用下，微裂紋擴(kuò)散導(dǎo)致護(hù)目鏡孔產(chǎn)生環(huán)形發(fā)散狀裂紋。處理方法為將243膠改為XY-401膠液，按更改后的狀態(tài)進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，護(hù)目鏡孔未再出現(xiàn)裂紋。此次裂紋與2016年護(hù)目鏡裂紋的不同之處在于，此次裝配后，在很短的時(shí)間（裝配兩天之后），就產(chǎn)生明顯的裂紋，而2016年的護(hù)目鏡裂紋是逐步產(chǎn)生和擴(kuò)大，自然環(huán)境下1個(gè)月后才產(chǎn)生明顯可觀察到的裂紋，兩者在裂紋產(chǎn)生時(shí)間上有明顯的差異。

對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，產(chǎn)生裂紋可能有如下幾個(gè)原因：①護(hù)目鏡材料不合格;②膠液侵蝕護(hù)目鏡孔;③護(hù)目鏡孔質(zhì)量差;④各零件尺寸不協(xié)調(diào)，護(hù)目鏡孔被擠壓。

2 原因排查及驗(yàn)證

2.1 護(hù)目鏡材料分析

此次裂紋護(hù)目鏡為外購(gòu)件，護(hù)目鏡材料為聚碳酸酯，此廠家提供的其他型號(hào)護(hù)目鏡（材料也為聚碳酸酯）在同一時(shí)間未發(fā)生裂紋現(xiàn)象，初步排除廠家材料和加工原因。

2.2 首輪方案策劃及驗(yàn)證（針對(duì)膠液和孔的質(zhì)量）

為了分析膠液和孔質(zhì)量對(duì)裂紋的影響，項(xiàng)目組策劃了4種測(cè)試方案，用于故障復(fù)現(xiàn)，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1，放置24小時(shí)后觀察，4種狀態(tài)均出現(xiàn)明顯裂紋，裂紋程度有差異。

對(duì)比方案1和方案2、方案3和方案4可知，在較短時(shí)間內(nèi)無(wú)論是否涂抹膠液，均會(huì)出現(xiàn)明顯裂紋，因此膠液的影響可以排除。對(duì)比方案1和方案3、方案2和方案4，其他條件相同時(shí)，鉸孔后裂紋情況明顯變輕，鉸孔會(huì)改善護(hù)目鏡孔的圓度和錐度，提高孔的質(zhì)量。初步判定，提高孔的質(zhì)量會(huì)減輕裂紋程度，但不能完全消除裂紋，孔質(zhì)量是產(chǎn)生裂紋的原因之一。

2.3 第二輪方案策劃及驗(yàn)證（針對(duì)組件結(jié)構(gòu)及尺寸）

由于第一輪方案未能找出護(hù)目鏡裂紋的全部原因，項(xiàng)目組對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和裝配流程進(jìn)行了再次分析。此新型頭盔護(hù)目鏡組件與其他型號(hào)頭盔護(hù)目鏡組件的主要區(qū)別在于，護(hù)目鏡的孔內(nèi)裝配了套筒，此種結(jié)構(gòu)在護(hù)目鏡組件屬于首次。對(duì)裝配過(guò)程進(jìn)行觀察時(shí)發(fā)現(xiàn)，套筒裝入護(hù)目鏡裝配孔時(shí)，套筒存在不同程度的突出，如圖1左邊所示。研發(fā)人員設(shè)計(jì)此結(jié)構(gòu)的初衷是，將套筒和護(hù)目鏡孔設(shè)計(jì)成過(guò)渡配合，在一定的壓力下將套筒壓入護(hù)目鏡孔，但未對(duì)壓入后所產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行評(píng)估和試驗(yàn)。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于護(hù)目鏡孔是注射成型，在脫模時(shí)，會(huì)形成一定的橢圓和錐度誤差，產(chǎn)品最后裝配時(shí)，兩者屬于過(guò)盈配合，套筒需要較大外力才能壓入護(hù)目鏡孔。實(shí)際使用時(shí)，護(hù)目鏡組件裝配在盔體兩側(cè)后，套筒在兩側(cè)壓力的作用下，壓入護(hù)目鏡孔，對(duì)護(hù)目鏡孔造成擠壓，在擠壓力作用下，護(hù)目鏡孔短期內(nèi)出現(xiàn)了裂紋。為了避免護(hù)目鏡孔被擠壓，有兩種方法，第一是：對(duì)套筒進(jìn)行補(bǔ)充加工，減小外徑和長(zhǎng)度;第二種方法是：擴(kuò)大護(hù)目鏡裝配孔尺寸。根據(jù)上述兩種方法，項(xiàng)目組再次設(shè)計(jì)了四種新的驗(yàn)證方案，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。停放48小時(shí)后，四種方案均未出現(xiàn)裂紋?？梢耘袛啵o(hù)目鏡孔被套筒擠壓是裂紋產(chǎn)生的主要原因。同時(shí)也印證了第一輪方案中，鉸孔使護(hù)目鏡孔的錐度和圓度變好，套筒露出護(hù)目鏡孔較少，擠壓力小使護(hù)目鏡裂紋程度較輕。

3 生產(chǎn)驗(yàn)證及總結(jié)

根據(jù)確定的原因，有三種方案可以使套筒不再露出護(hù)目鏡孔。第一種方案是對(duì)護(hù)目鏡孔補(bǔ)充加工，使孔徑擴(kuò)大;第二種方案是修改護(hù)目鏡模具，注射時(shí)，直接將孔徑變大;第三種方案是，更改套筒尺寸，重新投料生產(chǎn)一批小尺寸的套筒。三種方案中，第三種方案簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，且不會(huì)造成其他不良影響。

根據(jù)改進(jìn)方案，首先對(duì)已出現(xiàn)裂紋的護(hù)目鏡進(jìn)行更換，后續(xù)新生產(chǎn)的頭盔也按照改進(jìn)的方案進(jìn)行生產(chǎn)，經(jīng)過(guò)約3個(gè)月的使用和觀察，所有護(hù)目鏡均未產(chǎn)生裂紋。

護(hù)目鏡裂紋問(wèn)題在公司已多次出現(xiàn)，每次的原因和處理方法都不完全相同。此次護(hù)目鏡裂紋問(wèn)題的主要原因是由于護(hù)目鏡組件結(jié)構(gòu)變化，護(hù)目鏡孔內(nèi)裝配的軸套擠壓護(hù)目鏡孔，導(dǎo)致護(hù)目鏡孔在短時(shí)間內(nèi)就出現(xiàn)了明顯裂紋。此次護(hù)目鏡裂紋問(wèn)題的出現(xiàn)和解決對(duì)于同類型其它產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝流程、生產(chǎn)裝配均有借鑒和指導(dǎo)作用。

作者簡(jiǎn)介：

婁紅濤，男，本科學(xué)歷，高級(jí)工程師，現(xiàn)任航宇救生裝備有限公司三分廠工藝技術(shù)室工藝員。