航空钻铆深度测量检具

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Depth measurement tools for aerospace driling and rivetingLIU Xinye(Harbin Measuring and Cuting Tool Group Co.，Ltd.，Harbin 150040，CHN)Abstract：Automatic drilling and riveting technology is widely applied in the modern aerospace manufacturing，andit requires high drilling and riveting accuracy.Tools must be under checking when changing a tool orwhen a tool is used for a certain period.A special checking tool for measuring drilling and riveting toolsis designed，which is used to conform if tools are standard.The result shows that it has good applicationeflect。

Keywords：Automatic Drilling and Riveting；Checking；Special Checking Tool近年来，随着航空制造业的迅猛发展，铆接技术的自动化程度逐渐提升，据有关资料统计报道，B-747机铆率达 62%，伊尔 86的机铆率达 54.5%，空中客车A300机铆率为45%。随着钻铆技术的不断提升和发展，机器的功能也不断完善，目前民用飞机的机铆率可高达90%以上，据报道，美 国波音 767机身的机铆率高达97%1j。由此可见，高自动化集成技术在航空制造业的应用会越来越广泛。

笔者所在公司与飞机制造厂有长期往来，曾就飞机钻铆技术进行过多次技术交流，也就部分有需求厂家提出的具体要求使用我厂现有的 EXE-700型加工中心进行过多项试验，在这些试验中，飞机机翼钻铆实验起步较早，在先后解决了多项难点后，得出了完善的试验结果。

1 自动钻铆技术简介自动钻铆-般采用集电气、液压、气动、自动控制为-体的应用于航空、航天紧固件安装的专业设备。

工序大致可分为以下几个步骤，工件的夹紧、工件或机床主轴移动到工作位置、钻孔锪窝(钻头润滑)、涂胶、送钉、铆接(或安装)、松开等工序 。笔者在试验中. o l平 0也基本遵循这-顺序来进行加工。

2 精度要求由于机翼蒙皮相当巨大，整张蒙皮铆接在机翼骨架上需要相当多的孔，而必须保证每个孔和锪窝都要符合要求，使所有铆接都符合标准，而这样对加工刀具的要求就显得尤为严格。为了检测刀具精度是否符合标准，在钻铆机加工范围内设有-块铝板，刀具每加工- 段时间或新换刀具时，都要在铝板上钻孔锪窝，之后要对锪窝深度进行测量，符合标准继续加工，否则更换刀具。锪窝深度要求 2.5 mm，公差为±0.02 mm，这个数值就是最后需要测量的数据，也是精度要求。如果锪窝深度控制在此公差范围，锪窝上部 4，1o.17 mm公差需要控制在±O.07 mm，计算得知锪窝角度需控制在±0.5。，即是用来校对检具的标准规加工精度要求。

3 问题解决3.1 设计思路锪窝深度是需要控制的尺寸，测量出这个值是否符合要求便是目的。用6 mm铆钉孑L作为定位基准，使其在两个轴线上受到限制。由于是专用检具，所以· 109 ·工艺与检测Techn0Iogy and检具可以模拟铆钉的形状，使其与孔和锪窝达到较高的吻合度，这样便准确得多了。而这根测杆必须在剩下的-个空间轴上能自由滑动，可以用弹簧来保证它的伸缩，控制其伸缩量，而在不工作时又能保持自然状态。有了机构还不够，还要能读出测量的数据。-块测量用表头显然是最好的选择了，它能把测量出的数据准确地显示在表盘上，起到了输出结果的作用。整个系统由输入 (测杆)、中间环节 (弹簧)和输出(测表)3个部分组成，这就是最原始设计的雏形，也是初步的设计思路。

3.2 设计过程首先是对功能部件测杆的设计，也是较为重要且要求较高的-部分。如图1，测杆 3下端为铆钉形状，中部有环槽，组装完毕后用平端限位螺钉 9限位。上端 西6 mm圆柱轴向安装弹簧 2，端面与百分表6测头接触，把数值传递到百分表上，加工要求不打中心孔。

测杆各部分尺寸精度要求较高，例如下端铆钉形状圆柱 西6g6，与锪窝孑L贴合部分角度公差控制在±O.5。，跳动0.01 mm，表面粗糙度0.8 m。测杆主体t3g6，直线度 0.05 mm，表面粗糙度 0.8 m。上端面垂直度0.01 mm，表面粗糙度0.8 m等。

(a) (b) (c)1-滚花套；2-弹簧；3-测杆；4-套筒；5-标准规；6-百分表；7-锁紧套；8-紧定螺钉；9-限位螺钉。

图1测杆外部需要-个能让测杆3在其中往复运动的套筒4，套筒内侧两头均为 13 minx30 mlTl的定位圆柱孔，中部为空刀，下部要有测量时限定位置的作用，套筒外部与测量者手部接触，所以最好滚花，方便使用。套筒中部留有螺纹孔，内装限位螺钉 9，用于限制测杆滑出，上部为螺纹，与安装百分表的滚花套1连接。套筒 13 mm孔不但对公差和表面粗糙度都有较高要求，对跳动要求还需达到0.01 mm，下端面接触测量面，垂直度要求0.01 nlm，表面粗糙度0.8 m。

还需要-块标准规 5来校对检具。标准规精度要求与测杆前端精度要求接近，对锪窝角度、孑L垂直度、端面直线度都有较高要求。加工完成后可用钢球与单坐标进行测量来检验加工精度。

装配过程为先把滚花套 1与套筒 4鹏，为防止套简4松动，用平端紧定螺钉8鹏，把弹簧 2装入测杆 3上端导柱部分并将其穿人套筒 4中，将平端限位螺钉9拧入(不要拧死，使其进入测杆中部环槽中)，保持装配体 自然下垂，使环槽上部肩面与平端限位螺钉 9接触，如图 1a。调整好百分表测杆长度，使其装入后百分表测头能够完全接触到测杆 2上端平面，把锁紧套 7套人百分表，再整体装入滚花套 1，用平端紧定螺钉鹏，这样便装配完毕。

3.3 测量过程用检具探人标准规中，当套筒 4下端平面与标准规平面完全接触时，如图 1b，将表对零。测量铝板上需要检测的孔，如图 1c。经测量，公差保证在±0.02mm时，刀具可继续使用，超出公差范围更换刀具，每新换-把刀具时也要在铝板上钻孔锪窝，之后再次进行检测，达到精度要求后方能再次回到机翼上工作。

4 结语此检具经过多次验证，达到了良好的效果，现已正常投入使用。通过此检具的研制，使机翼上加工的每- 个孑L和锪窝的精度都能得到很好的保障，从而基本杜绝了废孔的产生，节省了制造成本，节约了制造时间。相信随着科学的不断进步，会有更好的自动检测方法诞生，这也是我们下-阶段需要进-步探索的。