飞机铆接装配故障分析与解决技术

摘要：在航空制造中，飞机铆接装配是关键的工艺，主要是将飞机结构件通过铆钉有效的连接在一起，铆接装配的质量就会直接影响到飞机结构的可靠性。文章主要对飞机铆接装配的故障类型进行了总结，并根据故障，针对性的提出了添加垫片调整零件尺寸；加强钛板鼓动处理；调整铆接压力，避免铆钉孔损伤等解决方法，保证飞机铆接装配更高效，提升飞机的性能，减少飞行事故发生的几率。

关键词：飞机；铆接装配；铆接压力

引言：在飞机铆接装配的时候，由于飞机结构复杂，所以就要采用不同类型和材料的铆钉，而且对铆接工艺的要求也比较高。一旦在铆接过程中出现任何细微的故障，那么都会产生严重的后果。所以就要对铆接装配故障进行分析，并针对故障提出解决的方法，进而消除故障，保证飞机铆接装配质量得到提升，提高了飞机的整体性能。

1.飞机铆接装配故障

1.1零件尺寸出现误差

在进行飞机铆接装配的时候，如果一旦零件尺寸出现误差，那么不仅会影响铆接的精度，还会导致装配过程更困难，飞机的结构强度出现下降等情况。在进行铆接装配时，由于在零件设计时对零件的尺寸公差要求过于严格或过于宽松，那么就会导致零件的长度、宽度、厚度等尺寸超出设计公差范围。而且在设计时，人员没有充分的考虑制造和装配的可行性，这样就会导致零件在实际的生产中难以达到设计要求，零件上的铆钉孔位置与设计的位置就会存在偏差[1]。在制造的过程中，如果零件原材料厚度不均匀，甚至内部出现了气孔等问题，那么就会导致，零件表面存在凹凸不平，进而影响了装配的精度。此外，在进行零件加工的时候，其切削速度、进给量等工艺参数设置不合理，也会导致零件尺寸出现误差，使得后续铆接装配出现故障。

1.2钛板鼓动现象

在进行铆接装配过程中，其钛板有的时候会出现鼓动的现象，也就是说钛板在铆接点的附近发生了局部变形，这样的故障就会导致铆接装配精度不断地下降，飞机结构强度也会适当减弱。出现钛板鼓动故障，不仅影响了飞机的装配质量，还会引发飞行安全隐患。如果钛板的弹性模量相对较低，那么就容易在受力时发生变形，而且一旦发生塑性变形，恢复原状的难度就会较大。出现这样的原因就会使钛板表面在铆接后出现了不平整的情况，影响铆接装配的精度。从铆接的工艺上来看，如果在铆接的过程中，人员施加的力过大，则会导致钛板在铆接点附近发生了局部凸起或者是凹陷等情况。从装配的环境来看，钛板会在不同的温度下会发生热胀冷缩的现象，如果在装配的时候，装配环境过高或者过低，都会使钛板出现鼓动，进而影响了铆接效果。

1.3铆钉孔损伤

在飞机铆接装配的过程中，铆钉孔损伤是一个比较常见的故障，其会影响铆接的质量，降低飞机结构的强度。铆钉孔损伤的故障现象主要是包括了孔壁裂纹、孔径扩大、孔壁毛刺等情况，这些情况都会影响铆钉孔的完整性，使得铆钉和孔的配合是不好的，影响了铆接装配的效果。在实际装配过程中，如果钻孔的速度不平均，出现过快或过慢等情况，就会导致孔壁受损，使得孔壁出现了裂纹的情况。在选择钻头的时候，一旦钻头直径、材质、刃口角度与铆钉孔的尺寸是不匹配的，也会导致孔壁损伤。在进行铆接装配的时候，如果人员采用的铆接力过大，或者铆接力并不均匀，那么就会导致孔壁出现裂纹，扩大了孔径。而铆接的顺序不合理也会导致其应力集中，引起了孔壁损伤，最终降低铆接装配的质量。

2.飞机铆接装配故障的解决技术

2.1添加垫片调整零件尺寸

为了解决飞机铆接装配中出现的零件尺寸误差这一故障，那么就要添加垫片，对零件之间的间隙进行调整，使其能够达到设计的要求。在零件中添加了垫片之后，垫片就可以更好的分散零件的应力，避免出现局部应力集中的情况，提高结构的稳定性[2]。在选择垫片的时候，如果是在高强度和高温的环境下，那么就可以选择铝合金或者不锈钢等垫片；如果是在低强度或者常温的环境下，则可以选择塑料或者是相较的垫片。在此次飞机铆接装配中，则要选择铝合金的垫片，并根据零件尺寸的实际偏差，来选择合适的垫片厚度。施工人员可以使用高精度的测量工具，对零件的实际尺寸进行精准测量，然后对零件的实际尺寸与设计尺寸进行比较，最终确定尺寸偏差。根据零件尺寸的偏差，就可以选择合适的垫片厚度及形状。并在零件之间或零件与结构之间来安装相应的垫片，保证垫片的位置是正确的。在垫片安装完成后，就要使用固定工具来进行固定，使得垫片不会在铆接装配过程中发生移位。在完成施工后，人员就要使用超声波检测、X射线检测等无损检测的方法，来检查垫片安装的质量，确定零件是否还存在误差，保证铆接点应力分布是均匀的，提升铆接装配的效果。

2.2加强钛板鼓动处理

针对飞机铆接装配中钛板鼓动这一故障，就要对其进行处理。首先，要优化预处理工艺，在钛板上开展预钻孔，保证孔位是准确的，同时也可以减少铆接过程中出现应力集中现象。然后就要在预钻孔的基础上，对其进行预锪窝处理，保证铆钉头与钛板的表面更加贴合。其次，就要改进铆接工艺，人员要根据钛板的实际厚度和强度，来选择合适的铆钉类型和尺寸。并使用高精度的铆接工具开展飞机铆接装配工作，这样就能保证铆钉的冲击力能够均匀的分布。人员也可以采用分步铆接的方法，先铆接关键的部位，再逐步扩展到其他的部位，这样的处理就可以减少钛板的局部鼓动[3]。再次，要在钛板的非铆接区域增加一定的支撑点，这样就可以减少钛板的自由度，防止出现局部鼓动现象。并在铆接过程中，使用夹具对钛板进行固定，保证钛板在铆接过程中始终能够保持平整。最后，在飞机铆接装配完成后，人员就要使用无损检测方法，对钛板的鼓动情况进行检测。如果出现轻微的鼓动情况，维修人员就可以对鼓动区域进行敲击，直至平整，或者是采用局部热处理的方法，对其进行修复。同时，检查人员也要对铆接后的钛板进行整体性能的检查，保证所有铆接点的位置和孔径都是符合设计要求的。

2.3调整铆接压力，避免铆钉孔损伤

在对铆钉孔损伤故障进行解决的时候，就要调整铆接的压力，人员可以选择带有可调压力功能的铆接工具，根据故障的实际情况，来实时的调整铆接压力，进而解决铆钉孔损伤的现象。同时，也要控制拼接的速度，使其能够匀速拼接，防止出现孔损伤的现象。在铆接装配的过程中，装配人员也要使用传感器等设备，实时的监测铆接压力，保证压力始终在设定的范围内，防止压力突然变化进而导致铆钉孔的损伤。为了调整铆接的压力，就要根据不同的铆接设备进行调整，对于启动铆枪来说，人员就可以先关闭气源，并使用调节阀调整气压，然后逐步增加或减少气压，直到压力达到了目标压力值。然后重新打开气源，检查气压是否稳定在目标值，并开始铆接；对于液压铆接机来说，则要使用调节阀来调整液压压力，直至达到目标压力值，保证液压铆接操作更加稳定。通过对铆接设备的调整，使得铆接压力更加稳定，避免在铆接过程中对铆钉孔造成损伤。

结论：综上所述，对飞机铆接装配故障以及解决技术进行优化分析，不仅可以提高飞机结构的安全性，还能让铆接装配的质量得到提升，减少飞机维修的时间，使得飞机性能得到增强。在进行铆接故障解决的时候，主要是从零件尺寸调整、鼓动处理、铆钉孔处理等方面入手，避免铆接装配出现故障，从而提升飞机的性能，提升飞行安全性。

参考文献：

[1]卢红印，柳峻达.机翼柔性装配生产线双机协同电磁铆接系统的设计[J].机械制造，2023，61（09）：39-43+32.

[2]乔康壮.柔性装配模式下飞机典型部件装配偏差分析[D].沈阳航空航天大学，2023.

[3]蔡瑶琦，陈雷，陈振.面向知识工程的飞机装配故障管理平台设计与实现[J].航空制造技术，2020，63（04）：96-100.

作者简介：姓名：袁恩辉；性别：男；出生年月：1997.11；籍贯：甘肃古浪民族；汉最高学历：本科；目前职称：助理工程师；研究方向：飞机装配。