某型飞机舱门装配不协调原因分析与改进

2013-10-11 02:30袁少力

教练机 2013年3期

袁少力

（中航工业洪都，江西南昌330024）

0 引言

前、中舱门装配不协调是某型教练机自生产以来一直存在的问题。该机前、中舱门为W状结构件，后机身为M状大开口结构，后机身、舱门下架后，均存在一定的变形。装配时，前舱门有5把前插销锁与机身30框的锁座对接，又与机身左、右下大梁各有3把钩锁连接；中舱门左、右舱门梁上各有3把钩锁与机身左、右下大梁上对应的锁环对接，1横隔板上的4个销锁座孔与前舱门的后插销锁对接，3横隔板上的4把销锁与36框上孔对接，装配时均存在部分插销插不到锁座，部分钩锁钩不到锁环的现象。为解决前、中舱门装配不协调问题，开展前、中舱门装配研究，围绕零件成形模具数字化协调、装配工装交点、外形卡板数字化协调、前舱门、中舱门装配工艺优化三方面进行研究，提高前、中舱门装配质量。

1 前、中舱门装配的工艺过程

1.1 结构特点

前舱门安装在后机身下部前方，可拆卸。前舱门纵向构件主要有舱门梁、纵隔板、型材等，横向主要构件有横隔板等，连接件有钩锁、销锁以及接头。中舱门结构与前舱门相似，位于后机身下部后方，也可拆卸。纵向构件主要有舱门梁、纵隔板、型材等，横向主要构件有横隔板等，连接件有钩锁、销锁、销锁座和插销座。

1.2 装配顺序

1.2.1 前舱门装配顺序

前舱门装配流程：前舱门蒙皮定位—舱门梁定位—1～5横隔板定位—前插销座定位—后插销座定位—钩形锁固定座定位—插销座定位—纵隔板定位铆接。

1.2.2 中舱门装配顺序

中舱门装配流程：中舱门蒙皮定位—舱门梁定位—1～3横隔板定位—插销锁座定位—销锁座定位—钩型锁座定位—插销座定位—纵隔板定位。

1.3 装配主要技术要求

蒙皮的定位直接影响到舱门的外形准确度，蒙皮的装配主要靠卡板定位，卡板夹紧。前、中舱门的舱门梁、横隔板、纵隔板的定位也非常重要，梁与隔板之间的相对位置直接决定了整个舱门骨架装配的外形尺寸，靠型架上的定位器定位并夹紧，插销锁座、钩形锁座用定位器固定，完成骨架装配。

前舱门、中舱门交点多，装配协调技术要求高，不仅要保证隔板、舱门梁的精确定位，还要保证销锁、钩锁交点孔位置及同轴度以及骨架与蒙皮的外形要求，在机身后段配装不仅要保证交点正确要求，还要保证前舱门、中舱门、机身后段对缝间隙及阶差要求，发动机舱门需拆装灵活，舱门插销锁无卡死现象。

2 前、中舱门装配不协调原因分析

针对舱门在机身后段装配存在的问题，着手从顶层文件、工艺方案、工艺指令进行问题查找，一直跟踪现场整个舱门实际装配的过程，找出了影响舱门装配质量的主要原因，具体如下：

1）试造时前舱门、中舱门的制造和装配均采用模拟量传递的协调方式，其协调路线如图1所示。

图1 前、中舱门协调路线

（1）前舱门蒙皮、中舱门蒙皮成型模具采用模线样板制造，模拟量的传递影响了零件的制造精度。

（2）舱门梁、隔板成型模具采用模线样板制造，模拟量的传递影响了零件的制造精度。

（3）前、中舱门量规交点采用型机安装，安装精度低。

（4）舱门接头定位器采用型机安装，影响舱门接头定位器安装的安装精度。

2）前舱门、中舱门在型架上是采取以骨架为基准的工艺定位方法，误差累积是从骨架传至蒙皮，会影响蒙皮的外形。

3）前、中舱门为W状开口结构，结构刚性差，在舱门装配型架上铆接完成后，存在一定的变形。

4）后机身为M状大开口结构，结构刚性差，在后机身装配型架铆接完成后及安装其他部件（垂尾、平尾、发动机等）时，存在一定的变形。

5）舱门钩锁位置没有控制好，钩锁与隔板对齐，隔板靠卡板定位，卡板位置不正确，见图2。

6）前、中舱门对缝难控制，受结构限制，需要加大设计补偿。

图2 钩形锁固定座的定位

7）飞机飞行前状态是靠起落架支撑，后机身相对地面位置较低，装舱门时工人师傅必须蹲着，由四个人扶住舱门，缓缓安装，舱门安装受工作空间限制，安装前舱门时首先要将前舱门口盖对好发电机通风罩及燃油排气口，燃油排气口是固定的，还带有一个角度，安装时舱门要倾斜一个角度，对好后才能进行舱门的安装。

8）前、中舱门中间的销座孔错位，快卸销装不上，分析其原因主要是中下大梁刚性不够，装配后，手握住才能将其轻轻移动，其次舱门也有变形，造成销座不同心，快卸销装不上。

3 工艺措施

针对上述存在的问题，经过分析研究，采取了以下措施。

1）小批生产后，前、中舱门的制造和装配均采用以数字量传递为主、局部以标准工装协调为辅的综合工作法，其协调路线见图3。

图3 前、中舱门协调路线

（1）前舱门蒙皮、中舱门蒙皮成型模具采用数控制造技术，按数模加工型面，提高零件加工精度，保证前舱门蒙皮、中舱门蒙皮外形符合理论要求。

（2）舱门梁、横隔板成型模具采用数控制造技术，按数模加工型面，提高零件加工精度，保证舱门梁、横隔板外形符合理论要求。

（3）前、中舱门量规及后机身量规交点全部采用激光跟踪仪安装，提高量规接头安装精度。

（4）前舱门装配型架交点、中舱门装配型架交点全部采用激光跟踪仪安装，提高型架接头定位器安装精度。

2）对工艺方案进行改进，将前、中舱门装配型架定位基准进行改进，把以骨架为基准的装配定位方法改为以蒙皮外形为基准的定位方法，并要求在前、中蒙皮上开制四个K孔，其中一个为腰形孔，蒙皮定位时，先用K孔定位器初定位，再用卡板对蒙皮进行定位，卡板的型面按数控加工，卡板的安装采用激光跟踪仪，这就保证了蒙皮的定位精度。前、中舱门的误差是从蒙皮开始和向骨架累积，避免舱门对合时出现阶差。

3）摸索后机身变形规律。

机身后段为桁条式结构。横向受力构件主要是数控机加框；纵向构件主要是左、右下大梁、中梁、发动机推力梁、长桁。为了便于发动机维护在机身后段下部设了三个舱门，分别为前舱门、中舱门、后舱门。

为摸清后机身变形情况，我们采用数字化测量设备，即用激光跟踪仪，对后机身框上连接孔在不同状态进行开档测量，测量状态分别有后机身下架后测量、机身合拢总装后测量、垂尾及平尾安装后测量、安装发动机后测量、安装平尾舵机后测量，从中了解各阶段后机身变形情况。同时为摸清前、中舱门变形情况，采用激光跟踪仪对舱门各交点进行测量，从中了解舱门变形情况。

4）内型卡板存在缺点，将内型两半对开式卡板改为整体式卡板，准确定位横隔板的位置，保证锁座位置的正确。

5）订制发动机假件、左右平尾舵机假件，模拟飞机飞行前状态，使后机身在装配舱门前，产生足够变形，在这种状态下装配舱门，能够避免装发动机后的飞机出现舱门装不上现象。

6）针对前、中舱门中间的销座孔错位，快卸销装不上，装配时可采用长柄的销子，让舱门销座与后机身中支座同心，快卸销就能装上。

4 后续改进建议

4.1 建议设计优化局部结构

分析设计数模，针对某些结构件，建议设计进行局部优化。

1）舱门锁座与舱门梁之间给予设计补偿（即补偿垫片），见图4。

2）30、36 框销座衬套增加偏心衬套，衬套与机体之间配合间隙由过盈配合改为过渡配合，安装止动螺钉，见图5。

3）前、中舱门安装时，前中舱门梁、隔板与30、36框框缘干涉，以及两者之间相互干涉，每次都要进行修配才能安装。建议优化分离面，将前中舱门的内部结构均偏离其分离面，即前舱门1横隔板、舱门梁与30框框缘留出足够间隙。同理，在前舱门与中舱门对接分离面处及中舱门与36框对接分离面处也要相应留出足够间隙，便于安装，见图6。