飛機前起落架緩衝支柱加工工藝分析論文

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摘要鍵聯接是飛機前起落架緩衝支柱糾偏機構的關鍵重要固定方式,為保證緩衝支柱糾偏機構中鍵聯接的精準、可靠,應保證外筒與凸輪上鍵槽加工的尺寸及幾何公差滿足要求。通過分析裝配結構特點和尺寸要求,提出了在外筒上先加工鍵槽,然後在凸輪上配製鍵槽;在外筒和凸輪分別單獨加工鍵槽;在外筒上加工鍵槽時留有餘量,再與凸輪裝配後配加工鍵槽到尺寸等3種加工工藝。根據零件結構特點、裝配順序需要及加工資源和加工經驗,通過製作裝配輔助加工夾具,使用預留餘量,裝配調整固定裝配關係的加工方案,經實際加工驗證,解決了飛機前起落架緩衝支柱鍵聯接方式配加工難題。

飛機前起落架緩衝支柱加工工藝分析論文

關鍵詞鍵聯接;飛機前起落架緩衝支柱;糾偏機構;外筒;凸輪;配加工;裝配輔助加工夾具

起落架是飛機起飛和著陸系統的關鍵部件,主要用來保證飛機在地面的靈活運動,減輕飛機著陸撞擊與顛簸等[1-3]。飛機起落架包括前起落架和主起落架。前起落架有轉彎功能,通過前起落架緩衝支柱的轉彎機構實現飛機轉彎功能。轉彎機構主要包括轉彎作動筒、轉彎卡箍、扭力臂元件及糾偏機構(上、下凸輪)等。飛機發出轉彎指令後,轉彎作動筒輸出轉彎力矩,通過轉彎卡箍、扭力臂元件傳遞給固定在活塞桿上的機輪,從而實現轉彎動作。糾偏機構一般在前起落架離地後工作,其原理是支柱內的氣壓作用使活塞桿相對外筒伸出,帶動其上固定的上凸輪與外筒上固定的下凸輪進行齧合,由於上下凸輪的齧合面為螺旋麵,所以可以將伸出力轉換為活塞桿與外筒的相對旋轉力,直至活塞桿方向糾正至中立位置。

一、端面鍵槽結構特點。

某飛機前起落架緩衝支柱的下凸輪與外筒的固定方式,由以往的螺栓固定更改為4個矩形鍵固定,這是出於糾偏機構要承受較大扭矩的需要,也是以往成熟型號中從未採用過的新固定形式[4-7]。其具體要求是:產品依靠上、下凸輪的型面齧合,來保證產品外筒懸掛軸軸線與裝配在活塞桿上的輪軸軸線滿足平行度≤0.3mm的要求。

其平行度可通過固定上凸輪,調整下凸輪與外筒相對位置的方法來保證,定好凸輪位置後,需要在下凸輪與外筒的端面加工4個鍵槽,用鍵對下凸輪與外筒進行固定。4個鍵裝配好後,既要保證下凸輪和外筒可靠連線,同時還應保證外筒懸掛軸相對於活塞桿輪軸平行度滿足要求,因此4個鍵的裝配質量是保證緩衝支柱糾偏機構正常工作的關鍵[8-15]。

二、零件尺寸及裝配要求。

活塞桿跡罰埃齲箍字嵯哂臚饌採隙叉跡擔埃齲鋼嵯叩鈉斜在100mm長度上≤0.3mm,鍵槽寬12Hg。裝配要求鍵應能同時裝入下凸輪、螺母1和外筒上的鍵槽,並止動在下凸輪的端面上。

三、工藝方案的確定。

經過仔細研究圖樣後,初步確定如下3種工藝方案。

1、通過外筒上已加工好的鍵槽配加工下凸輪鍵槽。

首先,將外筒上的4處鍵槽加工到位;然後,將裝有上凸輪的活塞桿元件、下凸輪裝到外筒中,並將螺母1擰緊在外筒的螺紋上,通過螺母2的擰入量頂緊下凸輪進行平行度的調整(保證產品外筒懸掛軸相對活塞桿上輪軸的平行度≤0.3mm);最後,確定下凸輪的位置,通過外筒上已加工好的4個鍵槽為基準配銑下凸輪上的鍵槽。

此方案的弊端是螺母2裝配在外筒上後無法直接觀察到下凸輪,緩衝支柱平行度調整好後,無法直接在下凸輪上作相對位置標記(即待加工的下凸輪上四鍵的位置相對於外筒四鍵的位置),只有將螺母1和螺母2拆卸下來方能進行標記,在分解過程中無法保證下凸輪與外筒的相對位置不變。

2、直接按圖樣要求將外筒和下凸輪上的鍵槽加工好。

此方案的弊端是外筒及下凸輪零件加工時,將鍵槽尺寸加工到位後,由於尺寸公差累積會導致外筒及下凸輪鍵槽無法對準,應留銼修量以保證鍵槽對準。如果所留銼修量過小,可能致使4個鍵槽無法全部對正,產生超差;如果銼修量留得過大,因為外筒是高強度鋼,將非常不經濟。

3、機械加工將外筒四鍵寬度尺寸12Hg加工到10+0.050mm,深度尺寸加工至成品尺寸。外筒,上、下凸輪及活塞桿等零件裝配狀態如圖3所示。將上述裝配好的產品及工裝一起裝夾到試驗夾具上,調整緩衝支柱平行度至設計要求的範圍後,將外筒元件和下凸輪用專用工裝固定送往機械加工,配加工下凸輪鍵槽寬度尺寸12Hg至11.95+0.08+0.03mm,深度尺寸加工至成品尺寸。將加工好的下凸輪及外筒重新裝配,測量緩衝支柱平行度,銼修外筒、下凸輪鍵槽槽寬尺寸至12Hg。

四、配加工流程。

1、配加工流程圖。

2、配加工步驟。

配加工步驟如下。

(1)協調機械加工將外筒鍵槽尺寸加工至10+0.050mm,深度尺寸加工至成品尺寸。

(2)裝配緩衝支柱及定位工裝。

在裝配時,注意上、下凸輪應按配套標記方向進行裝配。

(3)將緩衝支柱安裝在檢測平臺上。拉動活塞桿使上、下凸輪處於齧合狀態,然後擰鬆定位工裝四周的螺母。拉動活塞桿處於全伸長狀態,並在保持活塞桿全伸展的狀態下同時調整活塞桿的周向位置,以保證活塞桿跡罰埃齲箍字嵯哂臚饌採隙叉跡擔埃齲鋼嵯叩鈉斜在100mm長度上≤0.3mm。

(4)按上一步驟調完平行度後,通過定位工裝將下凸輪壓緊在外筒孔口端面上,同時保持活塞桿不發生旋轉,擰緊工裝四周的螺母。

(5)將緩衝支柱從平臺上分解下來,安裝到凸輪定位鑽孔固定夾具上。

(6)將定位工裝上的工藝鍵裝在外筒的鍵槽處(注意:選擇較緊的鍵裝入對應鍵槽中並做標記),通過工裝上的`壓緊螺釘將工藝鍵固定。

(7)通過安裝在工藝鍵上的鑽套,在下凸輪上劃窩。

(8)分解緩衝支柱及定位工裝,將下凸輪重新裝入到外筒中,裝上定位工裝,保證下凸輪劃窩處與工藝鍵上的螺紋孔對正後,擰緊工裝四周的螺母以壓緊下凸輪。

(9)將工步7中的跡矗恚砑庸賞孔,然後通過擰緊螺釘將工藝鍵固定在下凸輪上。

(10)旋轉緩衝支柱,通過安裝在工藝鍵上的鑽套在剩餘兩鍵槽處鑽通孔跡常2mm,並擴至跡矗恚恚蝗緩笸ü擰緊螺釘將工藝鍵固定在下凸輪上。

(11)將下凸輪從外筒上分解下來,並清理乾淨外筒孔口的切屑。

(12)將工藝鍵通過擰緊螺釘固定在下凸輪上,與外筒一起在機加廠配加工鍵槽10+0.050mm至11.95+0.08+0.03mm,深度尺寸加工至成品尺寸。此時,外筒以及下凸輪鍵槽的尺寸未加工到位,有0.01——0.06mm的餘量。留此餘量的目的在於排除零件裝夾過程中產生的誤差。

五、結語。

通過分析產品結構,選擇合理的配加工方案與工藝流程,製作相應的輔助工裝,掌握了採用四鍵聯接固定外筒與凸輪位置這一新的鍵聯接方式的配加工方法。