1、飞机装配工艺学,第二章 铆接和铆接结构装配,第二章 铆接和铆接结构装配,第一节 普通铆接第二节 密封铆接第三节 无头铆钉铆接第四节 自动铆接第五节 特种铆接第六节 螺栓连接第七节 组合件、板件装配第八节 段件、部件装配,现代飞机制造的大连接技术,机械连接 (铆接、螺接),焊接,胶接,（）、连接强度较稳定可靠； （）、容易检查和排除故障； （）、操作工艺易掌握； （）、使用工具机动灵活、简单、价廉； （）、适用于较复杂的结构的连接； （）、适用于各种不同材料之间的连接。,（）、增加了结构重量； （）、降低了强度； （）、容易引起变形、蒙皮表面不够平滑； （）、（普通铆接）疲劳强度低； （）、（普
2、通铆接）密封性能差； （）、（钻铆）劳动强度大、生产效率低、劳动条件差。,铆接的优点,铆接的缺点,铆 接 种 类,普通铆接,密封铆接,特种铆接,干涉铆接,自密封铆钉铆接 缝内密封 缝外密封 表面密封,无头铆钉铆接,单面铆接 环槽铆钉铆接 钛合金的铆接,各种新型连接件,第一节 普通铆接,一、制孔（钻孔、冲孔）二、制埋头窝（锪窝、冲窝）三、制孔工具设备四、铆接,普通铆接,凸头铆钉铆接,埋头铆钉铆接,定孔位,放铆钉,铆接,制孔,凸头铆钉铆接的基本工序,定孔位,放铆钉,制窝,铆接,制孔,埋头铆钉铆接的基本工序,便于放铆钉，钉杆较好地填满钉孔。,（）、铆钉孔直径铆钉杆直径0.1-0.3mm。,原因,一、
3、制孔（钻孔、冲孔）,、对铆钉孔的要求,（）、铆钉孔的粗糙度Re值不大于6.3。（）、铆钉孔不允许有棱角、破边和裂纹。（）、铆钉孔的圆度、垂直度应在铆钉孔直径极限偏差内。（）、铆钉孔不允许有毛刺。,钻孔、冲孔、铰孔的应用,只适用于钻孔难于保证质量和钻孔效率很低的情况，如薄不锈钢零件上制孔。但对敏感性高的材料，如LC4不允许冲孔。 飞机装配中很少采用（常有裂纹、毛刺等缺陷）。,制铆钉孔的主要方法,铰孔孔直径mm、夹层厚度15mm需铰孔 直径5mm，常常需钻处孔、扩孔。,冲孔,钻孔,铰孔,垂直角平分线,垂直被钻部位表面,几种钻孔方式,几种钻孔方式,几种钻孔方式,去毛刺方法,、铆钉孔位置的要求,孔边距
4、、间距、排距要求,铆钉孔的位置的要求：边距、排距（或行距）、孔距等。（允差一般正负1-2mm）,（2）按导孔钻孔,（3）按钻模钻孔,（1）按划线钻孔,确定铆钉孔位置的方法,3、确定铆钉孔位置的方法,准确率低、效率低，但简易可行，适用于新机试制。,用通用量具划线钻孔,按划线钻孔,特点,（1）按划线钻孔,效率较高、常用于批生产。,按导孔钻孔,特点,按铆钉位置，预先制出较小的孔。装配定位后，按导孔钻出。,（2）按导孔钻孔,为了保证孔的位置准确（并保证孔的垂直度）、互换，而采用的方法。,图 ,按钻模钻孔,利用带有铆钉孔的钻模作为导套来钻孔。,特点,（3）按钻模钻孔,按钻模钻孔的方法,（1）、制埋头窝的
5、方法,冲窝,锪窝,二、制埋头窝（锪窝、冲窝）,热压窝,冷压窝,为了保证连接强度，埋头窝的深度只能取负公差，且需保证垂直度（蒙皮表面平整）。铆钉头高出0.1mm,（2）、埋头窝的要求,铆钉头高出0.1mm,（3）、锪窝法,（4）、冲窝法,蒙皮厚度0.8mm,镁合金、钛及钛合金、超硬铝合金及1mm以上厚度的零件压窝均应采用热压窝。,（5）、热压窝法,三、钻孔锪窝,复合锪钻,钻孔锪窝一次完成，生产效率高。,复合锪钻装置,半自动钻锪装置,四、铆接,铆接,使铆钉杆变形镦粗并形成镦头，从而起到连接工件的作用,铆接种类 (作用力性质),锤铆 （冲击力）,反铆法,正铆法,压铆 （静压力）,、铆钉及铆钉长度选择
6、,铆钉材料有铝合金碳素钢合金钢钛合金等.标准航标。,、锤铆工具,铆枪,铆卡,顶铁,锤铆工具,铆枪的规格,铆卡构造型式,常用的几种铆卡,利用铆枪的活塞撞击铆卡，铆卡撞击铆钉，在铆钉的另一端由顶铁顶住，使钉杆镦粗，形成镦头。,3、锤铆（正铆、反铆）,锤铆,锤铆,正铆法,反铆法,正铆法,反铆法,正铆,反铆,铆枪在铆钉头那面锤击,用顶铁顶住钉杆一端而形成镦头。,顶铁顶住铆钉头,铆枪的撞击力直接打在钉杆上而形成镦头。,优点：铆接（埋头）表面质量好 缺点：顶铁较重，劳动强度大，受结构通路限制。,优点：顶铁重量轻、受结构通路限制较少。 缺点：表面质量较差。,正铆、反铆的比较,正铆,反铆,4、各种铆接图例,5
7、、压铆,利用静压力镦粗铆钉杆，形成镦头。,压铆,压铆模定位方法,用铆钉头定位,以冲窝定位,用铆钉头定位,压铆机压铆工作循环,优点：（）铆接质量稳定，表面质量好；（）劳动生产效率高；（）工件变形小；（）劳动条件好。 缺点：受结构型式的限制、铆接设备费用高。,优点：工具（铆枪、铆卡、顶铁）体积小、重量轻，使用机动灵活。 缺点：（）铆接质量不稳定（操作工人技术水平）；（）铆接变形大；（）劳动强度、条件大，噪音大，振动大；（）劳动效率低。,正锤铆、压铆的比较,锤铆,压铆,5、压铆机,压铆机,手提式压铆机,固定式压铆机,单个压铆机,成组压铆机,手提式压铆机,单个压铆机,成组压铆机,6 、铆接质量要求,铆
8、接质量,铆接质量,铆接质量,铆接质量检测,铆接质量排除,第二节 密封铆接,一、概述一、密封形式二、密封材料三、密封试验,一、概述,结构设计合理性的要求减轻重量、整体油箱 驾驶人员和乘客的适应环境要求座舱密封、增压座舱,1、密封铆接的必要性,2、密封铆接的部位,整体油箱,增压座舱,水上飞机水密结构,3、密封铆接结构设计的要求 (以整体油箱为例),(1).首先必须保证整体油箱的密封性；(2).强度和刚度要求；(3).便于检查、维修、拆装和清洗。,8机翼整体油箱,15机背油箱,F-117A隐身飞机,15背部油箱,1机翼整体油箱,4整体油箱,15尾部燃料箱,10前燃料箱,苏-30MK飞机,13整体油箱
9、,14软油箱,波音707-320C飞机,增压座舱图例,二、密封形式,密封形式,表面密封,缝内密封,紧固件自身密封,缝外密封,（）、自密封铆钉铆接（干涉铆接）,利用连接件（铆钉、螺栓）自身的密封性能进行密封连接的密封方法。,紧固件自身密封,普通铆接的缺陷,常用的四种密封铆钉,镦埋头铆钉 全冠头铆钉 半全冠头铆钉 BRILES铆钉,接触面积小，作用力集中，有利钉杆的镦粗，起到自身密封（干涉）作用。,特点,普通铆接与 密封铆接的区别,（）、缝内密封,零件帖合面之间及钉孔处涂敷密封材料的密封方法。（涂密封胶、刮腻子、敷胶膜）,缝内密封,特点1,即能消除铆钉孔的泄漏，又能消除零件间的泄漏，是一种可靠的密
10、封方式。,预装配,分解去毛刺,清洗,典型工艺过程,涂胶,最后装配,特点2,工序繁琐，工作量是普通铆接的2-3倍。,特点2,密封胶有一定的活性期。,清洗工序,涂胶工序,劳动条件差，密封效果较好。,胶膜是半固态，不粘手，劳动条件较好，密封效果也较好。,涂密封胶的特点,胶膜密封胶的特点,涂胶工序,涂胶工序,（）、缝外密封,铆接后，在零件相连的接缝处涂敷密封材料的密封方法。,缝外密封,特点,一般在缝内密封后作为补充密封的措施，以确保结构的密封性。,缝外密封图例,对接缝、气动整流缝、不易保证密封胶涂敷尺寸的密封缝，在缝两侧贴保护纸。,（）、表面密封,将稀释的密封胶涂在密封区表面（一般在缝内、缝外密封后）
11、的密封方法，常作为辅助密封,表面密封,二、密封材料,几个名词术语：活性期、施工期、硫化期（略）,三、密封试验,密封试验种类,油密试验,气密试验,充压油密试验,无压油密试验,振动试验,清洗试验,水密试验,擦洗、冲洗 摇摆清洗,淋雨试验,浸水试验,1、气密试验,（1）、气密舱试验,（2）、整体油箱气密试验,抗压试验,气密性试验,充最大工作压力的1.3确1.5倍,保压110分钟。,按一定的压力和充压速度充气。,按技术要求规定的压力充气。,2、油密试验（整体油箱）,气密试验,无压油密试验,充压油密试验,注满煤油，检查渗油、漏油情况。,放掉20%煤油，按一定的压力充气。,目的,检查油箱的气密性,以判断能
12、否对油箱进行油密试验。,目的,目的,检查油箱承受油压的油密封性。,检查油箱在使用状态下的密封性。,3、振动试验,目的,检查油陷振动对其密封性的影响。,4、清洗试验,方法,擦洗、冲洗、摇摆清洗。,5、水密试验,水上飞机的密封舱船身部分进行水密试验，以检查其水密性程度。,浸水试验,机身初装后的浸水试验,浸水试验目的,飞行浸水试验,淋雨试验目的,水密性检查有水密要求的部位（如舱门、窗口、特设舱口盖等）的水密程度。,淋雨试验,第三节 无头铆钉铆接,一、干涉配合铆接二、无头铆钉的铆接三、干涉配合对疲劳寿命的影响（略）四、影响干涉量的因素（略）,一、干涉配合铆接,干涉配合铆接,铆接后铆钉杆与钉孔之间为紧配
13、合。,种类,普通铆钉干涉配合铆接,冠头铆钉干涉配合铆接,无头铆钉干涉配合铆接,（凸头铆钉）普通铆接工艺过程,（普通铆钉）干涉铆接工艺过程,（埋头铆钉）普通铆接工艺过程,（冠头铆钉）干涉铆接工艺过程,二、无头铆钉的铆接,将没有铆钉头的实心圆杆作为铆钉，铆钉在压铆过程中镦粗，同时在两端形成钉头和镦头。,1、无头铆钉铆接的概念,2、无头铆钉铆接的特点,（1）、铆接后沿铆钉杆全长可形成较均匀的干涉配合； （2）、适当干涉量的干涉配合，能够成倍地提高连接件的疲劳寿命； （3）、能够可靠地保证铆钉自身的密封性； （4）、有利于实现自动铆接。,3、无头铆钉铆接的工艺过程,4、无头铆钉铆接的主要技术要求,（1
14、）、铆钉孔的技术要求,比较（普通铆接）：铆钉孔直径铆钉杆直径0.1-0.3mm。铆钉孔的粗糙度Re值不大于6.3。,（2）、铆钉孔的加工方法,普通铆接：铆钉孔直径mm、夹层厚度15mm需铰孔 直径5mm，需钻处孔、扩孔。,（3）、铆钉孔锪窝的技术要求,冠头铆钉沉头窝,与普通铆接相同,普通（干涉）铆钉、无头铆钉沉头窝,双角度窝,采用双角度窝的原因,1、保证铆钉具有一定的连接强度，角度要尽量小，易于填满埋头窝，保证密封性能。2、可以减少压铆力，避免铆钉出现裂纹和工件变形。,三、干涉配合对疲劳寿命的影响 （简略）,由于在板件上孔的周围有较大的径向预压应力，在交变载荷作用下，使孔边缘处应力变化的幅度显
15、著降低，推迟了疲劳裂纹的产生，从而提高了疲劳寿命。,主要原因,四、影响干涉量的因素（简略）,因素,1、钉与孔的间隙和埋头窝深度； 2、铆钉的外伸量； 3、铆模的形状（宜用凹模）。,第四节 特种铆接,一、概述二、单面铆接三、环槽铆钉铆接四、钛合金的铆接五、其他铆接方法,一、概述,特点,1、适用于结构比较封闭的地方； 2、铆接质量较稳定； 3、无锤铆的燥音，操作简便。,分类,二、单面铆接,1、普通抽芯铆钉,组成,芯杆+钉套,缺点,1、芯杆受振动载荷时易脱落； 2、受拉时，只有钉套受拉力，抗拉强度低。,2、鼓包型抽芯铆钉,组成,芯杆+锁圈+钉套,特点,1、芯杆被锁圈锁住不易脱落； 2、钉套在孔中提前
16、失稳形成鼓包，对于孔壁施加的预应力不足。,工艺过程,3、拉丝型抽芯铆钉,组成,芯杆+锁圈+钉套（芯杆端部是比孔略小的圆柱体）,特点,芯杆与孔能产生干涉配合。,工艺过程,4、单面螺钉,三、环槽铆钉铆接,组成,钉杆钉套,特点,、非镦粗钉杆，将钉套的一部分材料挤到钉杆的环槽内； 、不属于单面铆接。,抗拉型环槽铆钉,环槽铆钉的分类,抗剪型环槽铆钉,铆接方式,拉铆型、镦铆型,“拉铆型” 工艺过程,“镦铆型” 工艺过程,特点,可实现自动铆接。,四、钛合金的铆接,钛合金特点,1、强度高、比重小、耐热性好。 2、铆接工艺要求高； 3、钛合金硬度高、塑性差，难于形成镦头，钉杆膨胀量小，不易填满铆钉孔； 4、经常
17、产生裂纹； 5、钛合金材料和加工费用高。,1、钛合金零件的钻孔,要求,（1）钻头应锋利； （2）尽量使用短钻头； （3）钻孔时保持低转速、快进给； （4）钻孔时应注意冷却。,2、钛合金铆钉的铆接,钛合金材料的特点,采用热铆,原因,钛合金材料在一定温度范围内塑性很好，容易形成镦头。,热铆的方法,（1）热铆（在电阻点焊机上完成）（2）铆枪热铆,（1）热铆（在电阻点焊机上完成）,（2）铆枪热铆,五、其他铆接方法,1、爆炸铆接,特点,（1）单面铆接； （2）铆接强度低； （3）常用于飞机修理。,2、电磁铆接,组成,钉杆套环,特点,利用磁力压迫套环向中心收缩与钉杆挤紧而形成牢固的接头。,（1）电磁成形铆
18、接,（2）电磁撞击铆接,特点,普通铆钉 电磁力撞击形成镦头,3、径向铆接,特点,转动或转压铆接； 无燥音、铆接压力小； 能铆硬铆钉； 不损坏飞机表面。,第五节 自动铆接,一、概述,一、概述,1、提高劳动生产率； 2、减轻劳动强度，改善劳动条件； 3、显著提高铆接质量（尤其直径6mm）； 4、铆接技术发展的必然趋势。,自动铆接的优点,方式,1、钻孔+压铆（分别进行）2、全过程自动化（钻孔、放铆钉、压铆全过程）,一、自动铆接的应用,一、自动铆接的应用,工艺过程,二、自动铆接机,三、自动定位调平托架,四、机器人在铆接装配中的应用,第六节 螺栓连接,一、概述二、提高螺栓连接疲劳寿命的方法三、高锁螺栓连
19、接四、锥形螺栓连接,一、概述,1、可拆卸连接 2、提高了结构中螺栓连接的疲劳寿命； 3、提高劳动生产率； 4、减轻劳动强度，改善劳动条件；,标准螺栓,特点,分类,高锁螺栓,锥形螺栓,应用范围,可拆卸部位的连接、重要承力结构部位1、机身、机翼、尾翼等部件与部件之间各种接头的连接； 2、各段件之间的连接； 3、各活动面与固定面之间的连接； 4、操纵系统各部分之间的连接； 5、各种电缆、导管、仪表、设备和它们的支持件之间的连接； 6、各种口盖、整流包皮和蒙皮之间的连接。,二、提高螺栓连接疲劳寿命的方法,螺栓连接接头的受力要求,途径,1、要经受或传递各种空气动力。操纵力，冲击力或加速度引起的力（剪力、
20、拉力） 2、疲劳性能的要求。,1、提高螺栓和螺栓孔的精度和粗糙度； 2、紧配合形成干涉配合; 3、特殊螺栓（高锁螺栓、锥形螺栓）连接。,1、采用干涉配合螺栓,要 求,1、螺栓须精加工 2、螺栓孔须精加工 3、螺栓与螺栓孔紧配合形成干涉配合。,螺栓孔加工 工艺过程,钻孔 （H12、3.26.3）,扩孔 （H11、1.63.2）,铰孔 （H7H8H9、0.81.6）,拉孔 （ H7H8H9、0.81.6 ）,2、孔的挤压光加工,方法,锥形芯棒挤压强化孔壁 加套挤压强化孔壁,作用,通过挤压强化孔壁，使孔壁形成一层塑性硬化层和较大的预应力（改善疲劳性能）。,（1）锥形芯棒挤压强化孔壁方法,挤压量（DD
21、o） Do （挤压量达到1.52.0%）,（2）加套挤压强化孔壁方法,三、高锁螺栓连接,特点,1、安装快捷； 2、强度高、重量轻（比普通螺栓减轻39%）； 3、有较高的预紧力，有自锁能力； 4、提高疲劳寿命。,种类,安装方法,四、锥形螺栓连接,特点,1、螺栓和孔之间形成较均匀的干涉配合，提高结构的疲劳寿命 （与其他干涉配合连接，干涉量最均匀，疲劳寿命最高）； 2、成本和加工费用高。,安装方法,（飞机制造过程）,毛坯,板件,组合件,段件,飞机,部件,试飞,零件,可卸壁板装配 可卸壁板型架,机翼中段装配 机翼中段 型架,后梁装配 后梁夹具,前下壁板装配 前下壁板型架,后下壁板装配 后下壁板装配,前
22、梁装配 前梁夹具,上壁板装配 上壁板型架,翼肋装配 翼肋夹具,前缘装配 前缘型架,后缘装配 后缘型架,机翼架内装配 总装型架,第七节 组合件、板件装配,一、构造和工艺特点 1、组合件、板件的构造 2、组合件、板件的工艺特点二、组合件、板件的装配过程 1、零件的定位及定位铆接 2、钻孔、锪窝和铆接 3、补充铆接及安装工作三、板件装配举例,一、构造和工艺特点,组合件、板件是独立的装配单元，是段件和部件的重要组成部分。,组合件,平面形状类组合件 （翼肋、隔框、大梁等）,曲面形状类组合件 （翼尖、舱门、护板等）,板件,由蒙皮、长桁、隔框或翼肋的一部分所组成，有些包括对接接头或对接型材等。,1、组合件、
23、板件的构造,翼肋的组成,大梁的组成,板件的组成,2、组合件、板件的工艺特点,工艺特点,1、装配的开敞性（通路）好； 2、组合件（平面形状类）、板件可采用自动化铆接； 3、绝大多数的板件与部件的气动外形有关，外形要求较高（埋头铆钉），足够刚度，保证铆接后变形小； 4、有些部位要求良好的密封性； 5、有些部位带对接接头，准确度高。,二、组合件、板件的装配过程,装配的阶段,1、零件的定位及定位铆接,2、钻孔、锪窝和铆接,3、补充铆接及安装工作,1、零件的定位及定位铆接,复习第一章第四节“装配定位”,2、钻孔、锪窝和铆接,要求 （试制时）,尽量减少工装的品种和数量安排在型架上进行，不用专用的铆接托架装
24、置。,要求 （成批时）,尽量采用机械化和自动化。 自动钻孔锪窝装置、单个压铆机、成组压铆机、自动压铆机等。,手提式压铆机,单个压铆机,成组压铆机,3、补充铆接及安装工作,工作内容,要求,尽量减少架内的铆接工作，移至架外补充铆接和安装。,1、有些不必要在型架上或自动铆接机上铆接的工作（结构件已形成一定的刚性）； 2、有些铆钉难于在铆接机上铆接的工作； 3、一些安装工作（如小支架、口盖、卡箍等）。,三、板件装配举例,见课本图例,第八节 段件、部件装配,一、段件、部件装配的技术要求二、段件和部件装配过程 第一阶段：型架内装配 第二阶段：型架外装配及安装工作 第三阶段：最后精加工，检验及移交,一、段件
25、、部件装配的技术要求,段件、部件的特点,1、结构较复杂，比较封闭，开敞性差； 2、一般带有全部的气动外形和重要的对接接头，准确度要求高； 3、一般都采用型架装配，工作量大； 4、劳动生产率低，装配周期长。,技术要求,1、保证部件设计分离面的协调和互换，保证外形准确度； 2、部件内各系统的安装工作力求在段件、部件装配时完成，并进行必要的试验； 3、尽量减少架内的工作。,二、段件和部件装配过程,装配的阶段,第一阶段：型架内装配；第二阶段：型架外装配及安装工作；第三阶段：最后精加工，检验及移交。,第一阶段：型架内装配,定位方法,1、按卡板定位2、按内型板定位3、按定位孔定位,1、按卡板定位,保证部件
26、的外形准确度,要求,以骨架为基准的装配,以蒙皮外形为基准的装配,装配方法 （装配基准）,以骨架为基准的装配,装配过程,装配成骨架,连 接,形成外 形,施加外力,放上蒙皮,以蒙皮外形为基准的装配,装配过程,装配成上下壁板骨架（含蒙皮）、施加外力、上下蒙皮紧贴卡板、上下壁板骨架连接（通过设计补偿）、形成外形。,外形卡板定位外形 型架定位器定位对接接头,2、按内型板定位,3、按定位孔定位,方法,组合件在组合夹具（或型架）上装配好，按钻模钻出定位孔，在部件型架上按型架定位器定位。,组合夹具（或型架）,部件型架,协调,第二阶段：型架外装配及安装工作,前提,保证部件已具有足够的刚度。,工作内容,1、补铆和
27、螺栓连接； 2、各种系统的安装及试验； 3、一些部件的对接（如襟翼、副翼、发动机短舱、升降舵和方向舵等），以减少飞机总装的周期和工作量； 4、其他安装工作（如设备支架安装，口盖、舱口的修合安装）。,第三阶段：最后精加工，检验及移交,1、最后精加工,目的,满足部件对接的互换、协调要求，保证各部件之间相对位置的准确度。,工作内容,主要对接接头、配合面的精加工。,设备,单独的精加工型架部件装配型架内的精加工设备（专用钻模、靠模）,机翼精加工,2、检验、移交,工作内容,1、对接接头或对接面的准确度的检验； 2、外形准确度的检验； 3、部件水平测量； 4、各系统、机构的安装质量检验和试验； 5、称重； 6、外表检查、部件完整性检查等。,第二章 铆接和铆接结构装配 (作业),1.普通铆接的铆接典型工艺过程？ 2.确定铆钉孔位置的方法有哪几种?“按导孔钻孔”和“ 按钻模钻孔”两种方法的特点和区别？ 3.锤铆有哪几种方法?如何区分？ 4.何谓压铆?压铆有哪些优点？ 5.密封铆接的密封形式有哪些？ 6.无头铆钉铆接的优点？ 7.埋头铆钉和无头铆钉自动铆接过程？ 8.简述组合件板件、段件部件装配的几个阶段。,第二章 结束,
