探析大直徑高鎖螺栓孔的鑽制技術研究與應用論文

　　高鎖螺栓是利用螺栓的過盈量與孔造成的干涉配合和較高的預緊力的組合作用來提高接頭疲勞強度的一種螺栓。主要由帶螺紋的芯杆和帶螺紋的套環組成。以下是小編今天為大家精心準備的：探析大直徑高鎖螺栓孔的鑽制技術研究與應用相關論文。內容僅供參考，歡迎閱讀!

　　探析大直徑高鎖螺栓孔的鑽制技術研究與應用全文如下：

　　1 前言

　　波音公司的B747 系列產品， 因其龐大的載客量和載貨量而聞名於世界，其機身結構也因此比其他機型複雜的多。本文研究的B747-400 客機改貨機型的口框的所有骨架結構都是採用拼接形式，裝配完成後重量達1800Kg，而和它外形尺寸、構造相近的B767-200 型改裝口框，只有1000Kg。B747 口框所採用的緊韌體數量和直徑都遠遠大於其他飛機結構，特別是口框與機身對接的上下部主樑加強條帶上，使用的是1/2″、9/16″直徑的高鎖螺栓。

　　2 現狀

　　目前，該口框的裝配過程中，對於上下部主樑的加強條帶上的大號高鎖螺栓孔一直採用手工鑽制。大號高鎖螺栓孔要通過多層零件，總夾層厚度為48～61mm。操作者使用風鑽鑽制該孔需要以下步驟：1*** 按照明膠版進行排孔。2***鑽Φ1/8″的孔。3***鑽Φ1/4″和Φ3/8″的過渡孔。4***鑽終孔。5***鉸孔。

　　在擴孔和鑽制終孔的過程中，頻繁出現卡鑽的現象，操作者不得不進行多次退刀和進刀， 導致孔徑接近孔的上限值，個別孔甚至超差0.01mm～0.03mm。

　　3 新工具的研究

　　為提高高鎖螺栓孔的鑽制質量、同時降低勞動強度，該孔的鑽制準備採用新工具來完成。相關人員對當前航空產品的裝配工具進行調查、研究，提出3 種可選方案。

　　方案1：採用自動進給鑽。優點：鑽孔精度高、操作者勞動強度低。缺點：工具購買成本高，同時需要製作專用的鑽模板以保證孔位準確度和精度，成本較大。

　　方案2：採用吸盤和風鑽組合。優點：可以保證孔的垂直度，同時解放操作者使用垂直鑽孔器的一隻手，雙手鑽孔。缺點：吸盤價格較貴。經調查：其他飛機裝配公司試用幾次，但因價格而未完成最終採購、勞動強度未降低、孔徑尺寸得不到保證。

　　方案3：採用磁力座鑽。優點：可以保證孔徑精度和垂直度、勞動強度低、成本低。缺點：需要製作簡易工裝，消除飛機蒙皮為鋁結構不能吸附的因素、鑽床笨重，操作不方便，需要手工對刀。

　　針對以上三種改進方案和目前採用的鑽制方法在成本、效率、孔質量、勞動強度和整個改進過程的可操作性進行比較，對其優缺點進行量化分析。

　　結合以上的分析，最終決定採用方案3：選用磁力座鑽。該方案即可提高孔質量、降低操作者勞動強度、提高效率，成本可接受，也方便操作。

　　4 新工具的應用

　　4.1 選購磁力座鑽

　　磁座鑽***magnetic drill***又稱為磁力鑽等， 屬於手動電鑽的一種，跟普通手動電鑽相比磁座鑽具有，精度高，垂直度好，安全性高，沒有反作用力的優點。主要用於鋼鐵金屬結構件鑽孔，如不鏽鋼，鋼板，H 型鋼，角鋼等型材上鑽孔。適合於大型結構件，需要鑽大孔的工件，是造船業、橋樑工程、採油平臺、電廠維修、電力公司施工、鐵路建築等領域必不可少的專用裝置。目前，航空企業中的工裝製造、維修廠已普遍採用磁座鑽。

　　磁座鑽應用在飛機結構上鑽孔的侷限性： 動力為電動，給裝配工作帶來安全隱患。飛機結構為鋁合金為主，需增加輔助裝備才能達到吸附的目的，因此磁力座鑽在飛機裝配中並未得到廣泛應用。為加強磁座鑽的可操作性，簡化對孔過程，選購一種通電後仍可對磁座鑽進行微小調整的型號。選定德國銳科***RUKO***的RS30e。該磁座鑽的技術引數如下：

　　磁性夾持力：20800N、功率：1840W、轉速：60-470r/m***可任意調節***、重量：21.5kg、鑽孔能力***普通麻花鑽***：Φ16mm、通電後微調範圍：旋轉±20°，前後±7.5mm。

　　4.2 鑽孔試驗

　　為保證孔質量和確定鑽孔次數， 使用兩層總厚度為52mm的鋁板進行鑽孔試驗。鑽孔過程分兩種：a：手工鑽制Φ3.2 的導孔直接擴孔至終孔尺寸後鉸孔;b： 手工鑽制Φ3.2 的導孔-擴孔至Φ*** 的中間孔-擴至終孔-鉸孔。檢驗員目視檢查孔壁質量，無法區別是哪種方式鑽制的終孔，其孔壁質量都可達到圖紙和規範要求。測量兩組的孔徑也沒有明顯區別，其孔徑大都分佈在孔徑公差帶的中間位置。根據此次試驗的資料， 使用磁座鑽來鑽制Φ9/16"和Φ1/2"的高鎖螺栓孔，完全可以滿足工程圖紙要求。

　　5 效果驗證

　　在飛機口框上鑽制前5 個高鎖螺栓孔的過程中，檢驗員對孔壁質量和孔徑進行逐一檢查和測量，其結果完全符合規範要求。所有孔完成後，檢驗員使用通-止規對170 個孔的直徑和垂直度進行檢查以及目視檢查孔壁質量，所有孔徑和孔壁質量均滿足要求。由上兩表可以看出，鑽孔時間並沒有明顯降低，但使用磁座鑽以後，工人的勞動強度得到大大降低，因此也避免了因過度勞累導致的孔徑超差現象。同時，孔徑範圍和孔壁質量得到很好的控制。

　　6 結語

　　通過本文的研究和應用分析發現，在其他行業已普遍採用的磁力座鑽， 使用合適的輔助和支撐裝置解決磁力和重量的侷限性，就可應用到飛機裝配過程中，發揮其穩定、功率大等優點。