自動(dòng)進(jìn)給鉆結(jié)合液壓切削設(shè)備實(shí)現(xiàn)大部件合用拐點(diǎn)孔的精煉

自動(dòng)進(jìn)給鉆結(jié)合液壓切削設(shè)備實(shí)現(xiàn)大部件合用拐點(diǎn)孔的精煉

在飛機(jī)關(guān)鍵部件之間的協(xié)調(diào)安裝中，必須精心培養(yǎng)翼（翼和車身）的對(duì)齊孔，以消除安裝錯(cuò)誤，確保翼的協(xié)調(diào)。傳統(tǒng)大部件交點(diǎn)孔精加工多采用特制鉸刀,由操作工人手工完成。這種方式主要存在的問題是:加工效率低下,操作工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,并且受操作工人技能水平限制,質(zhì)量穩(wěn)定性差;因此,研究一種基于動(dòng)力切削的、簡(jiǎn)單的飛機(jī)大部件接合交點(diǎn)孔精加工方案勢(shì)在必行。1一般連接點(diǎn)的調(diào)整1.1平面多孔配合根據(jù)飛機(jī)用途及布局要求,飛機(jī)大部件接合交點(diǎn)孔常見的結(jié)構(gòu)形式主要有叉耳配合和平面多孔配合2種形式。平面多孔配合常用于機(jī)翼大部件間對(duì)接,其接合交點(diǎn)孔精加工可依靠專用設(shè)備解決,效率和質(zhì)量較高,本文不再敘述;叉耳配合(見圖1)常用于翼身對(duì)接(如尾翼和機(jī)身),因?yàn)橐砩韺?duì)接孔精加工施工空間一般較為封閉,難以采用專用精加工設(shè)備進(jìn)行加工操作,所以叉耳配合交點(diǎn)孔精加工是本文研究的重點(diǎn)。1.2裝配準(zhǔn)確度因?yàn)椴娑浜暇雀咔乙话銥槎嘟M叉耳配合相互協(xié)調(diào),所以其裝配準(zhǔn)確度要求高。從國(guó)內(nèi)外裝配經(jīng)驗(yàn)來看,無論是傳統(tǒng)模擬量或是最先進(jìn)的數(shù)字化傳遞,通常采用實(shí)物量規(guī)進(jìn)行協(xié)調(diào)。某型機(jī)后機(jī)身部件上與垂尾接合的交點(diǎn)孔裝配協(xié)調(diào)路線如圖2所示。1.3叉耳配合孔對(duì)接協(xié)調(diào)和制造精度能夠滿足對(duì)接要求時(shí),叉耳配合孔一般采用單獨(dú)加工方式,即在組合夾具上完成裝配,在精加工夾具上對(duì)叉片和耳片分別進(jìn)行精加工后,直接進(jìn)行部件對(duì)接;協(xié)調(diào)和制造精度無法滿足對(duì)接要求時(shí),叉耳配合孔一般采用單獨(dú)加工并留取一定的加工余量,大部件對(duì)接時(shí)將叉耳配合孔同時(shí)加工至終孔的方法。叉耳配合孔加工流程如圖3所示。2交叉耳配合預(yù)備孔加工方案2.1叉耳配合孔動(dòng)力加工設(shè)備首先,要替代傳統(tǒng)人工方式,應(yīng)選擇動(dòng)力加工設(shè)備;其次,由于叉耳配合孔一般位于空間受限區(qū)域,其所選擇的動(dòng)力加工設(shè)備應(yīng)小巧輕便;最后,應(yīng)考慮所選動(dòng)力加工設(shè)備的固定問題。2.2工藝參數(shù)的確定根據(jù)所確定的總體思路,查找目前國(guó)內(nèi)適合叉耳配合孔的各類精加工設(shè)備,最終確定采用自動(dòng)進(jìn)給鉆。目前市場(chǎng)上的主流自動(dòng)進(jìn)給鉆有3種:美國(guó)Cooper公司的Quackenbush系列自動(dòng)進(jìn)給鉆;德國(guó)Lubbering公司的BVE系列自動(dòng)進(jìn)給鉆;瑞典AtlasCopco公司的PFD1500系列自動(dòng)進(jìn)給鉆。通過分析比較,確定本加工方案選定美國(guó)Cooper公司的158QGDBV-S600型自動(dòng)進(jìn)給鉆,該設(shè)備的主要優(yōu)點(diǎn)如下:1)制孔精度高,穩(wěn)定性好;2)可以調(diào)整工作行程的長(zhǎng)度;3)在行程結(jié)束后,自動(dòng)進(jìn)給鉆主軸能夠自動(dòng)返回初始位置;4)制孔過程無突然停止和減壓情況,能夠延長(zhǎng)刀具的使用壽命,減少斷裂現(xiàn)象。2.3鉆模板的設(shè)置在選定加工設(shè)備的基礎(chǔ)上,應(yīng)解決設(shè)備固定問題。本加工方案選擇專用鉆模板(見圖4)。鉆模板上沿圓周方向設(shè)置有3個(gè)特制緊固螺釘,通過緊固螺釘可將自動(dòng)進(jìn)給鉆端頭固定在鉆模板上。除可固定自動(dòng)進(jìn)給鉆外,鉆模板還可以起到找正交點(diǎn)孔中心和在精加工過程中的導(dǎo)向作用。2.4自動(dòng)進(jìn)給鉆采用本方案進(jìn)行大部件叉耳配合交點(diǎn)孔精加工的流程如下:1)自動(dòng)進(jìn)給鉆組裝、調(diào)整;2)組合安裝鉆模板;3)根據(jù)鉆模板厚度和加工孔深度等,調(diào)整自動(dòng)進(jìn)給鉆行程;4)安裝固定自動(dòng)進(jìn)給鉆;5)起動(dòng)自動(dòng)進(jìn)給鉆,經(jīng)常清除切屑,并添加冷卻液,以保證刀具的潤(rùn)滑和冷卻。3試驗(yàn)證實(shí)3.1叉耳配合結(jié)構(gòu)材料根據(jù)飛機(jī)常用叉耳配合孔結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)制造試驗(yàn)件,選擇飛機(jī)常用的叉耳配合結(jié)構(gòu)材料,其中試驗(yàn)件基體材料取鋁合金預(yù)拉伸板料7050-T7451,試驗(yàn)件襯套材料選取30CrMnSiA。被加工試驗(yàn)件初孔u(yù)e78848H8mm,終孔u(yù)e78850H7mm。3.2試驗(yàn)步驟1)試驗(yàn)工具選擇自動(dòng)進(jìn)給鉆(型號(hào):158QGDBV-S600-5A)。2)試驗(yàn)刀具材料選取硬質(zhì)合金,試驗(yàn)刀具規(guī)格為鏜刀φ48.85mm、鏜刀φ49.75mm、鉸刀φ49.9mm和鉸刀φ50H7mm。3)精加工試驗(yàn)過程中,自動(dòng)進(jìn)給鉆的加工參數(shù)調(diào)節(jié)為轉(zhuǎn)速135rpm、進(jìn)給量0.002m/min,并需及時(shí)涂潤(rùn)滑油。4)試驗(yàn)第1組孔:鏜孔至φ48.85mm→鏜孔至φ49.75mm→鉸孔至φ49.9mm→鉸孔至φ50H7mm;試驗(yàn)第2組孔:鏜孔至φ49.75mm→鉸孔至φ49.9mm→鉸孔至φ50H7mm。3.3大部件接合控制根據(jù)表1所示情況可以確定,基于自動(dòng)進(jìn)給鉆且結(jié)合專用精加工鉆模的加工方案可以滿足飛機(jī)大部件接合交點(diǎn)孔的精加工需求,飛機(jī)大部件接合交點(diǎn)孔孔徑余量建議直徑方向≤2mm,加工過程建議選取一鏜兩鉸方式進(jìn)行。4深加工用鉆模固定通過試驗(yàn)驗(yàn)證和某型機(jī)后機(jī)身尾翼接合交點(diǎn)孔單獨(dú)的精加工驗(yàn)證表明本方案實(shí)用、有效,但對(duì)于大部件接合精加工,通常難以設(shè)置工裝夾具,故精加工用鉆模不可能固定在工裝夾具上,應(yīng)固定在