基于数字化条件下框类零件导孔的钻制方法

摘 要： 通过 阐述传统模 式下的框类零件导孔钻制方 法。 得 出传统方法的弊端 。 提 出了在 数字化条件 下加 强框 类零件 导 孔钻制行之有效 的方 法， 即直接提供 导孔数模 。运 用数控技术 完成该 类零件 导孔 的钻制方法 ， 确保 零件钻孔 的精 准性 ，
有利 于在飞机装 配过程 中确保零件之 间的互换性与协调性 ， 提 高工作效率。
１ 零 件介绍
１ ． １ 零 件结 构特 点
蒙皮部位已经实现数字化装配 ，但由于飞机后机身 结 构复 杂 ，很 大 一部 分 工作 需 要 由工人 手 工 操 作 来
完成导孔的钻制过程 。传统模式下模线样板是按照 该 零 件 加 强框 的外 形 多为 环 形 或双 环 形 ，加 强 飞 机部 装 图 进行 排 孔 ， 排孑 Ｌ 过程复杂 ， 从 生产 现 场 暴 框 上 一 般 都 布置 有 承 受集 中载荷 的耳 片接 头 。为提 露 的质量 问题进行分析 ，传统钻制导孔的工艺方法 高 结 构 效率 ， 框 的剖 面 多 为 “ 工” 字 形 。在 工 程上 ， 一 存在很多弊端 ， 具体如下 ： 般将上 、 下翼 缘 分别 称 为 外 缘条 和 内缘 条 ， 中 间 的平 （ １ ） 样板 （ 如 图 ２所示 ） 是二维的 ， 排完 孔 后 只有 板称 为 腹 板 ，腹 板 上 每 隔一 定 距 离而 设 置 的用 于 提 在 钻 制 过 程 中才 能 发 现 是 否 与 零 件 筋 条 和 腹 板 干 高腹 板 临界 剪切 应 力 的立柱 称 为筋 条【 ” 。典型 加强框 涉 ， 只 能靠 工 人 防错 ， 存 在一 定 的滞 后性 。 由于 零件 类零 件 结构 如 图 １ 所示 。 较大 ， 样板细长 ， 在两 者 之 间贴 合 好 之后 由辅 助 工 装
关键词 ： 框 类零件 ； 导孔 ； 数控加工 ； 精 准性
中图分类号 ： Ｖ ２ ６ １
文献标识码 ： Ｂ
文章 编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ（ ２ ０ １ ３） ０ ５ — ０ １ ３ ６ － ０ ３
长期 以来 ， 作为飞机 的关重零件——框类零件 ， 与飞机外形有关 ， 整体结构尺寸大 ， 形状复杂 ， 在零 其 导 孔 一 直 由工人 依 据 模 线样 板 手 工 钻 制 ， 这 种 依 件 上需 要 钻制 很 多孔 （ 即本 文所 提 到 的 导孔 ） 来确 保 据 模 拟 量传 递 制 造 数据 的加 工方 法 在导 孔 钻制 过 程 连接 的可 靠性 。 中， 频繁导致零件超差和报废现象的发生 ， 虽然提高 了生 产 成 本 ，但 还 是 不能 满 足 当前 对 现代 飞 机产 品 ２ 现 状 分 析 生命周期越来越短的需求 。随着数字化技术的推广 ， 数字 化设 计 及数 控加 工技 术 得 以广泛应 用 。因此 ， 在
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ２ — ０ ５ 作者简介 ： 武海霞 （ １ ９ ７ ８ －） ， 女 ， 山西 人 ， 硕士研究生 ， 工程 师， 主 要研 究 方 向 ： 制造数据技术。
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《 装备制造技术） ２ ０ １ ３ 年第 ５ 期
据集基于坐标式尺寸设计 ， 待其正式发布之后 ， 零件 考虑料厚问题 ， 孔 的精度会存在一定问题 。 在导孔钻 加 工 厂工 艺 员 依据 其 完 成 数控 编 程 ，为五 坐 标 数 控 制 过 程 中 ，人 工 钻 孑 Ｌ 的 质 量 与工 人 的 手法 有 直接 关 机 床 完 成 整个 零 件数 控 加 工 的工 序 设计 、数 控 加 工 提 供 了有 力保 证 。 系， 存 在很 多 的随机 性 ， 精度 无法 保证 。
确性。同时 ， 样 板 通 常 由具 有 一定 厚 度 的 钢板 制 成 ，
． ２ 新 方法 的优 越性 （ ３ ） 如果零件更改涉及孔位变化的情况 ， 返修 困 ３ 难， 可 能影 响 整个 产 品生命 周 期 和生 产成 本 。 （ １ ） 工作 效率 高 以上几 点 是传 统 工艺 方法 的症 结所 在 。因此 ， 急 与 传 统 的工 艺方 法 相 比较 ，运 用 此 方 法 无 需再 需 寻 找一 种 新 的工 艺方 法 来 取代 这 种 方 法 ，以提 高 为 生产 模 线 样板 预 留时 间 ， 减少 了 中间 环节 ， 只 需在
Ｅｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ￣ｇ ｙ Ｎｏ ． ５， ２ ０１ ３
基 于数 字 化 条 件 下框 类零 件 导 孔 的钻 制方 法
武海霞
（ 中航工业沈 阳飞机工业集团有限公司， 辽宁 沈阳 １ １ ０ ８ ５ ０ ）
图１ 飞 机 加 强 框 类 零 件 示 意 图
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定位 ， 选 择 零 件下 陷 位置 的工 作边 作 为 定 位基 准 ， 在
贴 合过 程 中存 在 一定 的累 积误 差 ，严 重 者 在 钻 制 到
一
定位 置 时 ，发 现孔 贴 近 零件 的某 处筋 条 或 者 下 陷
； 们． １典型（ 导孔孔径 ）
位置 ， 存在不合理性。
１ ． ２ 零 件关 键特 性
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作 为 飞 机 机 身主 承 力构 件 ，此 类零 件 主 要 位 于
图 ２ 框 类 零 件 钻 制 导 孔 的样 板 示 意 图
飞机后机 身蒙皮与发动机蒙皮之 间，通过不 同的方 （ ２ ） 零 件是 三 维 的 ， 且 弧度 大 ， 在 钻 孔 过 程 中需 式（ 铆接、 螺接等 ） 与 内外蒙皮相连接。框类零件轮廓 要将样板与零件贴合 ， 这样 ， 贴合度决定 了钻孔的准
当前 的数 字 化条 件 下 ，改善 框 类零 件 导 孔 的加 工方
法也 迫 在 眉睫 。
传统加强框类零件是依据模线样板 制造 的 ， 而 今按 照工程 设计 所 发放 的数字 化模 型 （ 工 程数 据 集 ） 是通 过 数控 加 工完 成 ，这 一 技 术 上 的改 进具 有划 时 代意 义 。随着柔 性 装配 技术 的推 广 ， 飞机 曲度不 大 的