飞机复杂零件的加工与质量控制探析

李进民 吴萍

【摘 要】现阶段，随着社会的发展，我国工业化建设的发展也突飞猛进。飞机零件数量多，形式也复杂，结构复杂，它们的加工变得也困难，飞机复杂零件的加工工序多，质量难以控制，制造精度不容达到，本文研究分析复杂零件的加工过程和质量控制，通过复杂零件的分析，确定适合它的加工方法，保证零件的质量。

【关键词】飞机复杂零件;加工;质量控制探析

引言

在工业设计中，标准化程度越高，设计生产效率就越高。标准化的思路在一些领域已经有探索应用和发展，并收到了显著效益。飞机系统设计中采用了大量标准零件，如标准连接器、插头、卡箍、线缆支撑杆、开关等，标准零件的使用增加了设计便捷性，提高了设计效率。在一般飞机结构设计中，大量使用了标准紧固件，标准紧固件使用方便，设计效率高，由标准部门统一管理，减轻了设计人员的负担。飞机机体结构内，在同一功能区域（如增压气密机身区、机翼油箱区），存在大量类型相似的具有典型特征的典型零件，如框腹板面剪切角片、长桁对接接头、框缘条的连接带板、系统支架、地板支撑件、拉杆、观察窗、地板面板等，此类零件具有尺寸小、用量大、分布广、安装位置类似、受力特性相近等特点，具有替换为标准零件的可能性，因此在商业飞机结构设计中探索一种便捷高效的零件标准化模式，将典型零件转化为标准零件成为一个新课题。

1复杂零件分析

飞机复杂零件是指结构复杂、质量特征多、制造工艺、工序多，同时要求零件的精度也高的一种零件，对于复杂零件的分析如下：（1）零件的加工质量难以控制，以往的质量控制可以通过单个工序进行控制，在特定的位置进行质量检验和控制，但是对于飞机复杂零件，工序和加工顺序复杂，所以过程控制点要多，这就造成零件控制难度高。（2）误差大，因为加工和结构的复杂，不同加工工序产生的误差也不同，尺寸误差、制造误差等，最后会影响零件的整体误差，所以需要控制零件的误差源。飞机复杂零件的加工过程非常重要，它是将材料加工成设计要求尺寸的零件，而加工的时候复杂零件容易产生误差。零件误差源会使飞机复杂零件的设计加工后的尺寸与设计尺寸有偏离，严重的会变成废品，而加工误差在生产过程中是不可避免的，只有将误差控制到最小，生产出来的零件质量才能稳定，误差主要存在于工序加工中，在这些误差中有随机误差也有确定误差，确定误差是通过加工补偿可以补偿的，例如机床本身的误差、温升变形误差，在加工时候通过尺寸补偿进行去除，随机误差不可控制，是在加工过程中由于振动或者损坏造成的误差，切削过程中刀具磨损，最后加工零件的尺寸不合格，这种就是随机误差。

2零件标准化设计的基础

标准化设计的基础是模块化设计，模块是组成标准化设计产品的基本单元，模块化设计是解决复杂系统问题的有效方法。模块化设计的特点不是面向单个产品，而是面向整个产品系统。模块化就其产品结构而言，是结构典型化、部件通用化、参数系列化、装配组合化的综合体。模块是部件级（总成）及子系统级的通用件，由模块可以直接构成整机以至大的系统，从而在更高层次上实现优化简化。在当今全基于MBD的全三维数字化建模设计技术的潮流下，飞机制造商采用全三维数字化、模块化概念进行设计，标准零件的应用将完全符合结构典型化、部件通用化、参数系列化、装配组合化的概念与要求。

3优化措施分析

3.1超声无损检测与试验研究

飞机大型复杂零件的无损检测步骤是将被检测零件加工完成后进行工件定位，保证零件在检测过程中的固定，然后对零件进行仿形测量、运动学变换;再通过探头测量轨迹数学模型生产、逆运动学变换、多轴运动控制器，最后实现受控超声检测。对飞机零件超声检测轨迹生产的试验研究分析方法可以通过以下几种进行：（1）截面线法，这种方法是通过平行平面与检测曲面相交，通过这些交线生产检测点。（2）等参数线法，是通过被检测曲面的等参数线生产检测轨迹，这种方法是最基本的检测方法，计算简单，计算量也少。（3）非等参数法，该方法也叫近似等弧长法，该法可以将相邻检测点之间的距离与检测间距进行一致设计，最终取最小检测点。

3.2严格把控后期处理质量

钢零件其表面后期处理操作。主要包含着除氢处理、钝化处理、封闭处理、皂化及填充处理等。针于抗拉强度在1050MPa以上的相关钢零件，在做镀覆处理之后，还需做好除氢该项处理操作。保湿时间及加热的温度等，均需依据强度级别及合金牌号予以确定，操作者需合理控制化学覆盖及镀覆至除氢等处理操作时间的间隔;钢零件的镀膜层及镀锌层做钝化处理期间，操作者需注意把控钝化液实际成分、干燥法及钝化时间等，待钝化处理之后，干燥的温度必须控制于60℃以内;对钢零件进行磷化膜的封闭处理操作期间，操作者必须严格把控封闭液时间及成分等;钢零件做氧化膜层的皂化及填充等处理操作期间，操作者必须严格把控填充及皂化具体操作时间，并把控好填充液、液实际成分等，以将后期处理质量把控好。

3.3做好前期处理控制

前期处理环节，主要是针对于钢零件的表面开展吹砂、除锈及除油等各项处理。针对于除油该项处理操作，包含着溶剂、化学、气相、电解、超声波及乳化等这些除油处理方式。在除油处理操作质量控制方面，操作者应当从溶液或者溶剂基本成分、时间、电流及温度等入手来控制处理质量;在除锈处理方面，主要包含着强弱及电解式的侵蚀处理，操作者应当从溶液的温度、成分、时间、电流等入手来控制处理质量;做热喷涂处理期间，需采用汽油机其它一些有机的溶剂将钢零件其表面所附着的油脂去除，再利用吹砂浆零件表面所残留的污物及氧化物去除。

3.4严格把控检测质量

为能够对飞机内部钢零件的表面处理效果及质量进行有效评定，通常需在处理操作完毕后开展精细化的质量检测工作，也可以说是把控钢零件其表面处理全过程操作质量的最后环节，故需从该环节入手，严格把控检测质量。其一，检验电镀层的外观时，必须处于白色的透射光、无反射光、天然的散热光线等这些光线条件下，采用目视检验法予以精细化检验操作，且光照度需控制在300LX以上范围。重要的零件必须实现100%无遗漏的检验，剩余零件必须严格按照质量检验要求及标准，开展抽样检验操作。镀层的颜色，必须与实际要求相吻合，且必须细致的、均匀的结晶;检验化学的氧化及磷化等这些转化的膜层外观时，重要的零件必须实现100%无遗漏的检验，剩余零件必须严格按照质量检验要求及标准，开展抽样检验操作。

结语

飞机复杂零件的研究，只要通过质量和精度这两个方面，质量方面控制零件的误差，精度方面控制零件的加工方法，复杂零件的分析从初始设计、加工过程、加工工艺等方面，对复杂零件进行误差建模、加工过程误差源分析，研究其核心技术和构成，从根本上控制零件质量和精度。

参考文献：

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[2]傅晓锦，张新华.零件加工偏差原因诊断专家系统[J].机械设计与制造工程，1999，5（28）：36-38

[3]董化宇.浅析对飞机钢零件表面处理过程的质量控制[J].航空标准化与质量，2016，15（12）：104-106.

（作者单位：哈尔滨哈飞工业有限责任公司）