断环对接处阶差改善

断环对接处阶差改善

梁崇,孙非

中航沈飞民用飞机有限责任公司 辽宁省沈阳市 110000

摘要本论文主要是针对飞机某段断环A与断环B圆弧面对接处阶差问题，从操作者定位、工装、装配流程、零件四个方面测量分析阶差产生原因，制定解决措施，最后进行效果验证和后续架次的跟踪，并为高质量、顺利地完成装配生产任务总结了经验教训。

关键词断环阶差激光跟踪仪定位器间隙角度

0引言

某断环用于飞机A段与B段的对接，起承载连接作用，断环的外轮廓及紧固件的安装至关重要，故两断环的安装定位及钻孔精度要求也非常高。在装配某架次A段断环时，发现断环A与B在对接处圆弧面存在较大阶差，超出图纸公差要求。为了高质量、顺利地完成装配生产任务，成立了专项团队,通过调查分析问题产生原因，最终找出了有效控制阶差的方法。

靠近弯角处根部阶差0.02″,远离弯角处外部阶差0.04″，断环B较断环A内角角度大2°。工程图纸要求断环对接处阶差不超过0.02″。

1 原因分析

1.1 8D分析法

运用8D 分析法，通过组建团队、问题描述、制定围堵措施、根本原因分析、根本原因识别和纠正措施制定、纠正措施实施和验证、举一反三、经验分享和奖励团队等8个阶段对问题进行跟踪解决。8D 工具是目前空客运用的比较广泛的一种解决问题的工具，该工具能够充分利用多方面资源，将鱼骨图、5W 等工具进行合理整合形成系统性的解决问题工具，确保在每个阶段都能够进行有效的跟踪，从而实现最终问题的解决。

1.2 影响因素分析

结合生产现场的具体情况对现场产品进行多架次跟产，并从人、机、料、法、环、测，各个环节对产生问题的原因进行系统性分析，逐项排查，同时通过实测数据与理论分析相结合，并结合图纸和规范要求，找出了导致问题产生的根本原因可能为工装精度超差、工艺方案错误、零件制造精度超差。

1.2.1工装精度超差

断环A和断环B在工装上完成定位和钻孔，涉及断环对接处阶差问题的定位器有：2个压板定位器，5个圆弧面定位器。压板定位器主要控制断环站位，圆弧面定位器主要控制断环的圆弧外形，而阶差问题恰恰出现在断环外圆弧，因此需测量5个圆弧面定位器的定位点。

采用激光跟踪仪测量5个圆弧面定位器的定位点，以工装工具球为基准建立坐标系，靶球半径6.35mm，测量发现5个圆弧面定位器上的定位点均未超差。工装定位器位置度偏差并不是造成断环A和断环B对接处阶差主要的影响因素。

1.2.2 工艺方案错误

出现阶差超差的断环A和断环B的位置和产生阶差的圆弧面是由工装定位器和压紧螺钉控制的。此装配流程从首架一直沿用至今，经测量分析工装定位面没有问题，之前所有批次断环用此装配流程定位钻孔等均未出现阶差超差的情况，所以工艺方案是正确的。

1.2.3 零件制造精度超差

针对断环A和断环B对接处阶差问题做了以下测量：

（1）试装比对测量

拼接件C连接断环A和断环B，每次试装将拼接角材放在断环A与断环B对接处，都会发现其与断环A配合较好，但与断环B配合不是很好，断环B与拼接角材缝隙偏大（理论间隙≤1mm）,且断环产生阶差处断环B较断环A圆弧面外扩。可见断环B的外形很可能存在一定的问题，所以首先使用相同的定位工装，采取相同的定位方法，将同一质量编号的断环A与5个断环B分别进行试装配。工程图纸上要求此处阶差≤0.02″/0.5mm，采用相同测量工具(塞尺)和测量方法，测量二者之间阶差。断环B外形不稳定。

（2）断环对接处角度的推算与的测量

图纸上并未标注断环B和断环A对接处的弯角角度，在三维数模中量出端头角度值均为104.4°，并根据图纸给出的轮廓度0.04″推算出角度公差。

因此，断环A与断环B对接端头处角度理论值104.4°，公差±1.25°，针对角度问题，对7架份的断环A与断环B采用相同测量工具和测量方法，测量断环对接端处的角度。

综上所述可得出结论：断环A与断环B外形及角度匹配性不稳定。在产生阶差附近区域，断环B较理论外形向飞机外扩张。因此断环质量存在问题，零件外形不好是造成阶差产生主要原因。

1.3原因调查结论

根据影响产品质量的五个要素，分析可能导致阶差的原因，对下述因素逐条进行调查确认：人：操作者定位无误；机：工装定位器位置准确；料：1.断环B外形不稳定，对接处圆弧面向飞机外张；2. 断环A与断环B对接处角度匹配性不好；法：装配流程合理；环：影响极小，忽略不计。经过以上对影响产品质量五个环节的分析，发现问题在于断环B外形不稳定，圆弧面向飞机外扩张；断环A与断环B角度匹配性不好两个方面，下面将针对这两项问题制定解决方案。

2 采取措施

根据上述分析，产生阶差主要原因为零件外形问题。根据断环阶差大小，制定解决方案如下：

（1）将零件测量结果向相关部门反馈，对新批次断环进行装配验证。

（2）在上工装前，测量断环断环A与断环B对接处角度，选取角度匹配性较好的断环，将角度差控制在1°以内。

（3）在对应工序工艺文件里增加检验要求，确保此处阶差满足工程图纸要求再钻断环上的孔。

（4）在工装定位时，用塞尺测量对接处阶差，若发现此处阶差超出工程图纸要求，即阶差大于0.02″/0.5mm，以断环A端处的圆弧外形为基准，调整断环B外圆弧面轮廓，直至此处阶差满足工程要求。

（5）提出工艺装备设计技术补充条件，增加断环B端头处定位面，确保断环A与断环B定位准确，控制断环阶差，见图7、8。新定位器结构、形式及距断环端头距离参照图7。具体细节参考工装图纸,其他要素不变。

3 效果验证

3.1新的供应商提供的第一批断环调查：

断环圆弧面与工装定位器存在1.2mm间隙。定位时理论上应用0.004″的塞尺检查断环圆弧面与定位器之间间隙，可见断环圆弧面形状较差。两断环间间隙超差，零件偏短，理论值2-4mm。断环对接端处存在斜边，角度理论值89.76°。改端头卡板定位为断环中部K孔销定位（由于新批断环制造基准为K孔，且外形按下差制造，为使零件制造基准与装配基准一致，并改善断环间隙小的问题，故改为K孔销定位）。K孔销定位断环A和断环B后，断环A端卡板定位器与断环存在0.65mm间隙，断环B端卡板定位器与断环存在1mm间隙。将新的供应商提供的第一批断环的调查情况提供给相关部门，与供应商沟通，此批断环端头外形（斜边）确实存在问题，另外断环A和断环B制造偏短，经协商外形不符合的零件返厂，并重新提供断环。

3.2新的供应商提供的第二批断环调查：

断环之间间隙、阶差、端头处外形均符合工程图纸要求。理论间隙2 ±1.52mm，实测 3.4mm。理论阶差≦ 0.50mm，实测 0.30mm。断环B端头角度理论值89.76°实测89.80°。

4 结论

断环对接处阶差问题的解决，避免了反复拆卸更换断环来调整阶差的工作，缩短了整个工作包的装配周期，为后续增产起到了至关重要的作用。为保证断环对接处阶差超差问题以后不再重复发生，应定期检查工装定位精度、定期对断环轮廓度进行激光测量、对每架断环的定位安装重点关注并对阶差进行测量检验记录，把阶差问题扼杀在摇篮里。技术人员在设计、工艺策划以及解决实际问题时要充分应用8D、鱼骨图、PFEMA 等工具，将问题规避于正式生产装配之前，降低成本损失。

参考文献：

[1] D6-81690激光跟踪仪测量参数和操作指南

[2] 范玉青.现代飞机制造技术[M].北京: 北京航空航天大学出版社, 2001.5

[3] 黄良.飞机制造工艺学[M].航空工艺出版社，2003.7