第二章 铆接和铆接 结构装配

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３大连接技术机械连接(铆接、螺接)焊接胶接（１）、连接强度较稳定可靠；（２）、容易检查和排除故障；（３）、操作工艺易掌握；（４）、使用工具机动灵活、简单、价廉；（５）、适用于较复杂的结构的连接；（６）、适用于各种不同材料之间的连接。（１）、增加了结构重量；（２）、降低了强度；（３）、容易引起变形、蒙皮表面不够平滑；（４）、（普通铆接）疲劳强度低；（５）、（普通铆接）密封性能差；（６）、（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。（１）、铆钉孔直径＞铆钉杆直径0.1-0.3mm。原因一、制孔（钻孔、冲孔）１、对铆钉孔的要求（２）、铆钉孔的粗糙度Re值不大于6.3。（３）、铆钉孔不允许有棱角、破边和裂纹。（４）、铆钉孔的圆度、垂直度应在铆钉孔直径极限偏差内。（５）、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＞６mm、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２、铆钉孔位置的要求孔边距、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２－４２－５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）１、铆钉及铆钉长度选择铆钉材料有铝合金\碳素钢\合金钢\钛合金等.标准—航标。２、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、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：（１）铆接质量稳定，表面质量好；（２）劳动生产效率高；（３）工件变形小；（４）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：（１）铆接质量不稳定（操作工人技术水平）；（２）铆接变形大；（３）劳动强度、条件大，噪音大，振动大；（４）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（１）、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（２）、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（３）、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。（４）、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）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1－10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）、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＞６mm、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１、非镦粗钉杆，将钉套的一部分材料挤到钉杆的环槽内；２、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、高锁螺栓连接四、锥形螺栓连接一、概述1、可拆卸连接2、