飞机壁板零件装配中铆接变形原因探析

飞机壁板零件装配中铆接变形原因探析

王国雷

航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司   黑龙江哈尔滨 150000

摘要：飞机壁板零件具有重量轻、强度高、可加工性好等优点，广泛应用于飞机制造领域。但是在铆接过程中，壁板零件容易出现铆接变形，且较难修复。因此，对铆接变形的原因进行分析，对解决铆接变形问题具有重要意义。本文以某型飞机壁板零件为研究对象，通过分析壁板零件铆接变形原因，提出了合理选择铆钉材料、选择合适的加工方法、合理选用加工参数、制定合理的工艺流程等措施，解决了铆接变形问题，实现了壁板零件的精确铆接。实践表明，本文提出的措施可以有效降低铆钉在飞机壁板零件装配过程中的变形量，提高装配质量。

关键词：飞机壁板零件；装配；铆接变形；原因分析

飞机壁板零件具有重量轻、强度高、可加工性好等优点，在现代飞机制造中应用十分广泛。在飞机制造过程中，壁板零件的铆接质量对整个飞机的装配质量具有重要影响。壁板零件在铆接过程中容易出现变形，若不能及时发现并处理，将会导致零件变形过大，影响零件的装配质量。因此，壁板零件铆接过程中应重视变形问题的分析与控制。目前，国内外对壁板零件铆接变形的原因进行了大量研究。但是，由于铆钉材料、加工方法、工艺参数等因素的差异，导致壁板零件在铆接过程中出现不同程度的变形，严重影响了飞机壁板零件的装配质量。因此，研究飞机壁板零件铆接变形原因，对解决铆接变形问题具有重要意义。

1.壁板零件结构的因素

壁板零件铆接过程中，铆接区会受到较大的应力，并且这些应力是不均匀的。此外，壁板零件在加工时需要在其表面进行除毛刺和倒角处理，这些工艺措施会对铆接区的应力分布产生一定影响。为了解决此问题，需要从结构设计入手，选择合理的结构尺寸。由于壁板零件属于薄壁件，其厚度一般较小，为保证铆接质量和加工效率，不能选择大截面的孔类零件进行铆接。如图1所示为某型飞机壁板零件结构图。根据飞机壁板零件结构特点，可以看出壁板零件铆接时主要承受弯曲和剪切应力。但是在进行铆接时需要在其表面进行除毛刺和倒角处理，在此过程中会对其表面产生较大的应力分布影响。为了降低这些应力的影响程度，应选择合理的结构尺寸和加工方法。

图一

2.铆钉材料选择的因素

飞机壁板零件装配中的铆接变形是一个复杂的问题，其产生原因可以归纳为铆钉因素、被连接零件因素和铆接工艺因素。这些因素相互交织，共同影响着铆接变形的产生。铆钉因素主要包括尺寸、形状和材料等方面。不合适的铆钉直径、形状不规则或质量不均匀等都可能导致铆接变形。此外，铆钉的材料选择也至关重要，需要根据连接的具体情况和所需承受的力学载荷来选择合适的材料。被连接零件的厚度、材料和表面状态等也会影响铆接变形的产生。如果被连接零件的厚度不均匀、材料不均匀或表面粗糙，就可能导致不均匀的变形。因此，在飞机壁板零件的制造过程中，需要提高加工精度和表面质量，以减少零件的不均匀变形。铆接工艺的选择和执行也会影响铆接变形的产生。不合理的铆接顺序、不均匀的锤击力度或不规则的墩头形状等都可能导致铆接变形。因此，制定合理的铆接工艺流程和操作规程至关重要，以确保铆接过程的稳定性和一致性。为了控制铆接变形的产生，可以采取以下措施：1.选择合适的铆钉尺寸和形状，确保铆钉与被连接零件的匹配度，从而减少铆接变形。2.提高被连接零件的加工精度和表面质量，减少零件的不均匀变形，从而降低铆接变形的可能性。3.制定合理的铆接工艺流程和操作规程，确保铆接过程的稳定性和一致性，从而减少变形的产生。4.采用先进的铆接设备和工具，提高铆接质量和效率，降低铆接变形的发生率。飞机壁板零件装配中的铆接变形是一个复杂的问题，需要从多个方面入手，采取有效的控制措施。通过提高零件的加工精度和表面质量、选择合适的铆钉尺寸和形状、制定合理的铆接工艺流程和操作规程、采用先进的铆接设备和工具等措施，可以有效地控制铆接变形的产生，提高飞机制造的质量和效率。同时，这些措施的实施也需要考虑具体的生产环境和成本等因素，以实现可持续的制造发展。

3.加工方法及工艺参数选择

在飞机壁板零件的加工过程中，加工方法和工艺参数的选择是至关重要的。首先，需要根据零件的材料和尺寸选择合适的加工方法。例如，对于大型的飞机壁板零件，可能需要采用粗加工和精加工相结合的方法，而对于小型零件，一次加工可能就足够了。其次，需要考虑加工精度和表面质量的要求，因为这些指标直接影响到零件的装配和使用性能。为了达到这些要求，需要选择适当的加工方法和工艺参数。例如，对于需要高精度加工的孔洞，需要采用钻孔或铣孔等加工方法，并选择精确的钻头或铣刀，同时采用合适的切削参数，如钻头转速和进给速度等。另外，制造环境也会影响到加工方法和工艺参数的选择。例如，在潮湿的环境中，需要采用适当的防潮措施，以避免零件的质量和性能受到影响。在选择加工方法和工艺参数时，需要进行工艺分析和工艺试验，以确定最佳的加工方法和工艺参数。工艺分析主要包括对零件的技术要求、材料特性、制造环境等因素的分析，而工艺试验则是对选定的加工方法和工艺参数进行实际验证，以确定它们是否能够满足零件的加工要求。最后，需要注意的是，在飞机壁板零件的加工过程中，需要综合考虑多个因素，包括加工方法、工艺参数、材料特点和零件结构要求等，以实现高质量、高效率的制造过程。

4.铆接过程分析

在加工方面，需要根据零件的材料和结构选择合适的加工方法，如铣削、钻孔、拉削、磨削等，并选择合理的切削参数，以提高加工效率和质量。在选择加工方法和工艺参数时，需要进行工艺分析和工艺试验，以确定最佳的加工方法和工艺参数。除了加工方法的选择，还需要考虑材料的特点和零件的结构要求，以确定合适的加工顺序和辅助措施。在铆接方面，铆接是飞机壁板零件装配中的重要工艺。铆接过程主要包括定位、加紧、打孔、锪窝、穿钉、墩头和调整等步骤。在铆接过程中，需要注意铆钉的尺寸、形状和材料应与被连接的零件相匹配，同时需要根据具体情况选择合适的铆接工艺参数，如铆接力的大小、墩头的形状和大小等。合理的铆接工艺参数能够保证铆接的质量和效率，同时也能减少被连接件接合面应力应变场的不利影响，提高铆接结构的抗疲劳性能。

5.铆接变形控制措施

（1）在装配过程中，应采用专用的定位夹具，进行定位加工，确保铆接后铆接部位与其他部位的尺寸偏差不超过3mm，保证铆钉的固定。（2）在进行铆钉铆接前，应对铆钉进行预处理，将表面毛刺、锈蚀、锈迹等去除干净。（3）采用自动铆接工艺，在铆接过程中不需加压力，避免了铆接应力和变形，保证了铆接质量。（4）合理选择铆钉材料、加工方法和加工参数。通过合理选择铆钉材料可以提高铆钉的抗拉强度和塑性变形能力；采用专用的加工方法可以保证铆钉尺寸精度；合适的加工参数可以有效降低加工变形量。根据不同的铆接顺序、不同的铆接类型、不同的装夹方法制定合理的工艺流程，从而保证铆钉铆接质量。

结束语：

综上所述，铆接采用的材料应具备较高的强度和较好的塑性、韧性。铆钉材料应符合相关标准要求，确保材料性能满足要求。铆钉在铆接时要保持一定的自由高度，因此应尽量采用高能量输入加工方法，避免采用低能量输入加工方法，从而避免铆钉被压入过深而变形。在铆钉材料相同、尺寸参数相同的情况下，应尽量选用较小的冲头直径和较大的冲头压力来提高铆接质量。根据铆钉材料性能选择合适的铆接工艺参数，避免出现铆接变形问题。

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