民用飞机典型八字孔超差处理方法剖析

王鹏　夏仲纯

【摘 要】八字孔超差是民机制造过程中较为常见的一种故障，本文针对民用飞机上经常出现的八字孔超差进行了分析，提出了处理超差的方法，为今后八字孔超差处理提供了借鉴。

【关键词】民用飞机；八字孔；超差；处理方法

0 引言

民用飞机在装配制造过程中，特别是研制期间，出现故障超差是比较常见的。而八字孔超差在整个超差尤为突出。目前，八字孔超差的处理办法由于缺乏标准化、规范化的处理程序，容易出现处理方法的混乱、不规范，甚至造成新的超差。本文旨在梳理八字孔的超差处理方法，力争使其处理方法规范、统一。

1 八字孔超差处理方法

1.1 八字孔的基本形式

在工厂生产装配中，按孔中心距划分，被加工成长圆孔、双孔或孔中心距很短的孔，统称为八字孔，如图1所示。

1）如果八字孔是多余孔，当八字孔中心距逐渐增大时，可依次选择下列几种修理方法：

（1）将八字孔扩孔圆整后用铆钉堵孔。

（2）将八字孔扩孔圆整后用衬套堵孔。

（3）如果两孔中心距太近，但两孔之间的净剩余材料大于1.27mm，当两孔中心连线与载荷方向平行时，直接堵住两个孔；如果两孔中心连线与载荷方向垂直，则堵孔两个孔后尚需作适当加强（增加条带或加强板）。

（4）报废单个零件。

2）如果是在八字孔处安装紧固件来传递载荷，当八字孔中心距逐渐增大时，可依次选择下列几种修理方法：

（1）将八字孔扩孔圆整后安装加大紧固件。

（2）将八字孔扩孔圆整后加衬套再安装原图纸紧固件。

（3）如果两孔中心距太近，但两孔之间的净剩余材料大于1.27mm，当两孔中心连线与载荷方向平行时，可以堵住其中的一个空孔，在另外一个孔上安装图纸要求的紧固件；如果两孔中心连线与载荷方向垂直，则堵孔后需作适当加强（增加条带或加强板）。

（4）报废单个零件。

1.2 八字孔超差处理基本方法

1）多余八字孔的超差处理

对结构上多余八字孔的超差处理简而言之就是进行堵孔。首先要将八字孔扩孔圆整，扩孔的基本原则是尽量使得去掉原结构材料最小，同时尽量远离零件边缘和附近的紧固件。

2）铆钉堵孔

一般八字孔扩孔后的大小为满足强度、结构需求的最小铆钉孔标准孔径，部分铝制有头实心铆钉孔标准孔径见表1。八字孔扩孔圆整后用与孔径相对应的铆钉进行堵孔，堵孔基本要求如下：

（1）为节约成本，一般情况下应尽量选用现有铆钉用镦铆的方法进行堵孔，应注意对不同材质的结构选用不同种类的铆钉：对铝材选用“AD”（2117-T3）或“DD”（2024-T31）钉，对镁材选用“B”（5056）钉，对钢和钛选用“M”（蒙耐尔）钉。必要时也可用基本结构材料（铝、钛、钢等）制造堵钉，用冷冻收缩的方法压入孔中，但这样做的成本比较高，应慎用。“A”（1100F）钉太软，不足以有效地减少应力集中，不宜用作堵钉。“B”（5056）钉不能用于材质为2024合金的结构，因为这将引起晶间腐蚀问题。

（2）若在一排钢紧固件中，有一个紧固件附近多了一个空孔，通常应该用“D”（2017-T3）钉堵孔。紧邻该堵钉的钢紧固件的承载能力将有所降低，但和整排钢紧固件的承载能力相比，这种降低影响不大。有时将此钢钉任意一侧的紧固件加大（采用修理用的加大钉）以补偿这一损失。

（3）在下列情况下应该采用“冷冻堵钉”（即将堵钉冷冻后压入孔中）堵孔：

空孔位于一排紧固件中端头紧固件的附件。由少数几个紧固件构成的连接接头中，某个紧固件附近存在一个空孔。某集中载荷通过一排紧固件扩散，在该排紧固件中，靠近集中载荷作用点的那个紧固件的附件存在空孔。

“冷冻堵钉”的材料和其周围的基本结构材料相同，具有同样的抗挤压能力，这样就能有效地传递钉间挤压载荷，使得邻近的紧固件能充分发挥其承载能力。

“冷冻堵钉”应规定适当的干涉量，一般为直径的0.003至0.004倍，并采用FR底漆或密封剂。

（4）不允许对各种非圆孔实施堵孔。

（5）当空孔穿过两层或两层以上的结构材料时，原则上应分层堵孔，只有当材料很薄难于成功地实施分层堵孔时才是例外。如果超差孔的堵钉穿过两层或两层以上的材料，相当于使用了较大直径的紧固件，并传递与其直径相应的较大载荷，这可能导致该堵钉与其邻近紧固件之间的结构材料剪坏。根据经验，单层材料厚度在0.51mm以上时就可成功地实施堵孔。

（6）如果两孔中心距太近，但两孔之间的净剩余材料大于1.27mm，当两孔中心连线与载荷方向平行时，可以堵住其中的一个空孔，此时该堵钉不承受任何载荷（分层堵孔）；如果两孔中心连线与载荷方向垂直，则堵孔后尚需作适当加强。

（7）如果孔的边缘至零件边缘之间的距离等于或大于1.6mm，原则上可实施堵孔，否则应搓修掉该孔。

（8）应采取可靠措施防止堵钉脱落，防止在内压作用下堵钉被压出舱外。可能时应在被堵孔的两端轻锪窝，锪窝深度为0.3mm，镦铆后将堵钉两端铣平。有时也可使用垫圈和邻近结构来防止堵钉脱落。

（9）铆钉堵孔后的表面处理至少应该与原零件的表面处理相当。

3）衬套堵孔

若预测扩孔后孔径过大（一般超过6号钉）或者安装铆钉无法满足强度、结构等要求时，需要制作特制件衬套进行堵孔，八字孔扩孔圆整的衬套直径及标准孔径详见《麦道飞机联络工程手册》[1]，部分见表2。

加衬套应遵循的一般原则：

a. 加衬套时应尽量使得去掉的原结构材料最少。

b. 衬套材料必须与结构材料相容，以避免电化腐蚀。

c. 衬套材料的热处理至少应该和装衬套零件的热处理相当（强度要求）。

d. 衬套与零件之间合适的干涉量通常为孔直径的0.003至0.004倍，对于直径大于25.4mm的孔，其干涉量可略小于上述比例。试验表明，大干涉量对疲劳寿命有较大改进，但干涉量太大会加速应力腐蚀。

e. 加衬套后，如果现有垫圈太小不足以挡住衬套，可考虑使用台阶型衬套或改用大垫圈。

f. 当衬套穿过两层或更多层结构时，应分层加衬套，且每层衬套的两端应倒角。

典型衬套尺寸如图2所示，埋头衬套尺寸如图3所示，长度一般要比实际所需厚度厚一些，便于加工安装。

4）需安装紧固件的八字孔超差处理

在特制衬套上安装紧固件时，衬套尽可能采用最小所需的壁厚。修理中经常采用的壁厚为0.76mm，衬套的最小壁厚不得小于0.64mm。薄壁衬套安装好以后应该进行铰孔。

八字孔扩孔圆整的标准孔径详见《麦道飞机联络工程手册》，部分见表2。衬套安装原则、衬套尺寸同“衬套堵孔”一节，加工衬套时最好预先制出安装紧固件的导孔。

2 总结

本文对飞机装配制造过程出现的一类常见八字孔故障处理方法进行了分析，详细介绍了八字孔超差的标准化处理方法，对民机制造过程八字孔超差处理具有一定的参考作用。

【参考文献】

[1]费衡甫.麦道飞机联络工程手册[S].航空工业出版社，1997.

[责任编辑：汤静]