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[摘 要]飞机装配技术是一项难度较大的综合性集成技术，是整个飞机制造过程的关键环节，装配连接质量将直接影响整机结构抗疲劳性能和可靠性。目前飞机结构采用的主要连接方式仍是机械连接，而用于连接的紧固件孔的精度要求是否能达到理论要求，对飞机的安全性来说是至关重要的。随着科技的发展，高精度孔的质量保证，更主要取决于机械加工工具的选择与应用。
[关键词]高精度孔 钛合金制孔 加工效率
中图分类号：S664 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）04-0177-01
0.引言
随着科技的发展，制造业也得到了空前规模的发展，先进的加工技术层出不穷，对航空制造业可以说是一代飞机一代技术。但纵观我国航空制造业，可以发现我们与欧美一些发达国家的差距依然明显，美国有实力强大的波音公司，而欧洲有着后来居上的空客公司。因此，发展我们自己的航空事业，提升航空制造水平，创造属于我们自己的大飞机品牌已经迫在眉捷。
1.制孔过程中存在的主要问题
1）如何确保孔的精度等质量标准的同时提高加工效率
2）如何确保大直径孔（直径超过6/16〃）的质量标准。
3）如何确保钛合金等难加工金属的加工能力和孔质量。
4）不开敞区域如何实现高效快速制孔。
2.问题分析
传统手工制孔，在飞机装配中以普通风钻制孔为主，其缺点在于——
1）对操作人员技能水平要求较高，容易形成缺陷，尤其对新操作人员而言，极易造成孔偏斜，椭圆孔等缺陷；
2）孔表面质量差，对厚尺寸零件而言，不方便添加冷却液或冷却液添加不足，极容易造成孔壁划伤或孔表面粗糙等质量问题；
3）制孔步骤繁多，一个紧固件孔的加工需要多次换刀才能达到精度要求，加工效率低。有现场数据表明，一个工人徒手钻制一个直径为10/16”的孔，材料为铝合金，加工厚度50mm，从初孔到扩铰至最终完成锪窝，至少需要40分钟时间，以这样的速度要完成機翼上数百个类似大孔径的加工是不可想象的事情。
4）在机翼的发动机高温区、主起肋等高强度区普遍采用钛合金材料，并且这些部位的孔径一般为大孔径，手工在钛合金上要制出高精度、大孔径的孔也是不现实的。
3.解决问题的途径及方案
3.1 大孔径、密集型、难加工孔径区域
钛合金导热性差，使得在制孔过程中切削温度很高，对刀具耐用性能会产生很大影响，而且当温度高达600℃以上时，表面会形成氧化硬层，会加剧刀具磨损。钛合金的这些性能特点，增大了孔的加工难度，而且对孔壁表面光洁度，材料性能等都会产生巨大影响，所以在制孔时进行冷却降温是非常有必要的。某型机机翼的主起肋、主千斤顶等高强度区域有上百个直径超过8/16〃的孔，且这些区域约有50个孔是穿过钛合金夹层的，这些大直径孔的加工是整个机翼加工的重点，也是难点。该型机后缘组件内后梁部位铝-钛-铝夹层总厚度超过50mm，孔径大的达到10/16”，孔加工时去除材料多，产热量大，根据现场实际情况，空间开敞、孔位分布相对集中的特点，选定了158Q及230Q系列型号的自动进给风钻，如图1。
3.2 闭斜角区域及不开敞区的引孔设备
早期时，对于一些不开敞部位的制孔，国外诸如空客，波音等大公司也是采取操作人员进入翼盒，从内部向壁板外侧进行透孔的方法，但面对日益增长的交付订单，显然这样的制孔方法无法满足生产需求。磁性引孔器的引入，实现了从壁板外侧进行初孔的引制，大大提升了孔的加工效率。
3.3 开敞部位提高生产效率，减少人为因素造成的孔径超差
在机翼翼盒装配时，前梁、后梁等部位，分布着大量直径相同的孔，这些区域空间开敞，孔分布均匀，且壁板在此两处基本为平面状态，曲率变化小，可以使用同一规格工具来进行批量孔的钻制，选择P3TF系列定距钻可满足生产需要，用于前梁和后梁制孔的定距钻。
这种设备的优点在于，不用频繁更换刀具，不用钻初孔，只需风钻前端的定位部分与工装样板配合，一次完成孔的加工，只留下1/64〃余量，最后手工铰孔，一次成形。实践表明，使用这种设备使工人制孔的时间至少缩短了原来的4倍，孔径超差率也大大降低。
3.4 同心钻的使用
随着技术的更新，加工技术也在不断变化。市面上开始出现了新的制孔工具--同心钻。它真正意义上实现了“一刀过”制孔。同心钻在进行孔加工时，是非连续性切削，这样就有利于钻孔的润滑和冷却，任何情况下排出的都是碎屑，可接通吸尘器及时清理，避免了长削时金属屑残留孔内而造成孔壁划伤的可能，这样就实现了从无孔直接钻到终孔，同时保证了良好的孔表面质量。
4.结束语
现代科技日新月异，高精度孔的加工技术也在不断更新变化。制孔机器人、3D打印技术的出现，极大程度的提升了现代飞机的装配制造水平，但由于现阶段各种条件的限制，无法做到完全采用新技术取代人工，所以合理选用加工工具或设备，在较长一段时间内仍是不可避免的话题。
参考文献
[1] 卜泳.《飞机结构件的自动化精密制孔技术》.
[2] 陈先有.《先进的装配连接技术在航空制造领域的应用分析》.
[关键词]高精度孔 钛合金制孔 加工效率
中图分类号：S664 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）04-0177-01
0.引言
随着科技的发展，制造业也得到了空前规模的发展，先进的加工技术层出不穷，对航空制造业可以说是一代飞机一代技术。但纵观我国航空制造业，可以发现我们与欧美一些发达国家的差距依然明显，美国有实力强大的波音公司，而欧洲有着后来居上的空客公司。因此，发展我们自己的航空事业，提升航空制造水平，创造属于我们自己的大飞机品牌已经迫在眉捷。
1.制孔过程中存在的主要问题
1）如何确保孔的精度等质量标准的同时提高加工效率
2）如何确保大直径孔（直径超过6/16〃）的质量标准。
3）如何确保钛合金等难加工金属的加工能力和孔质量。
4）不开敞区域如何实现高效快速制孔。
2.问题分析
传统手工制孔，在飞机装配中以普通风钻制孔为主，其缺点在于——
1）对操作人员技能水平要求较高，容易形成缺陷，尤其对新操作人员而言，极易造成孔偏斜，椭圆孔等缺陷；
2）孔表面质量差，对厚尺寸零件而言，不方便添加冷却液或冷却液添加不足，极容易造成孔壁划伤或孔表面粗糙等质量问题；
3）制孔步骤繁多，一个紧固件孔的加工需要多次换刀才能达到精度要求，加工效率低。有现场数据表明，一个工人徒手钻制一个直径为10/16”的孔，材料为铝合金，加工厚度50mm，从初孔到扩铰至最终完成锪窝，至少需要40分钟时间，以这样的速度要完成機翼上数百个类似大孔径的加工是不可想象的事情。
4）在机翼的发动机高温区、主起肋等高强度区普遍采用钛合金材料，并且这些部位的孔径一般为大孔径，手工在钛合金上要制出高精度、大孔径的孔也是不现实的。
3.解决问题的途径及方案
3.1 大孔径、密集型、难加工孔径区域
钛合金导热性差，使得在制孔过程中切削温度很高，对刀具耐用性能会产生很大影响，而且当温度高达600℃以上时，表面会形成氧化硬层，会加剧刀具磨损。钛合金的这些性能特点，增大了孔的加工难度，而且对孔壁表面光洁度，材料性能等都会产生巨大影响，所以在制孔时进行冷却降温是非常有必要的。某型机机翼的主起肋、主千斤顶等高强度区域有上百个直径超过8/16〃的孔，且这些区域约有50个孔是穿过钛合金夹层的，这些大直径孔的加工是整个机翼加工的重点，也是难点。该型机后缘组件内后梁部位铝-钛-铝夹层总厚度超过50mm，孔径大的达到10/16”，孔加工时去除材料多，产热量大，根据现场实际情况，空间开敞、孔位分布相对集中的特点，选定了158Q及230Q系列型号的自动进给风钻，如图1。
3.2 闭斜角区域及不开敞区的引孔设备
早期时，对于一些不开敞部位的制孔，国外诸如空客，波音等大公司也是采取操作人员进入翼盒，从内部向壁板外侧进行透孔的方法，但面对日益增长的交付订单，显然这样的制孔方法无法满足生产需求。磁性引孔器的引入，实现了从壁板外侧进行初孔的引制，大大提升了孔的加工效率。
3.3 开敞部位提高生产效率，减少人为因素造成的孔径超差
在机翼翼盒装配时，前梁、后梁等部位，分布着大量直径相同的孔，这些区域空间开敞，孔分布均匀，且壁板在此两处基本为平面状态，曲率变化小，可以使用同一规格工具来进行批量孔的钻制，选择P3TF系列定距钻可满足生产需要，用于前梁和后梁制孔的定距钻。
这种设备的优点在于，不用频繁更换刀具，不用钻初孔，只需风钻前端的定位部分与工装样板配合，一次完成孔的加工，只留下1/64〃余量，最后手工铰孔，一次成形。实践表明，使用这种设备使工人制孔的时间至少缩短了原来的4倍，孔径超差率也大大降低。
3.4 同心钻的使用
随着技术的更新，加工技术也在不断变化。市面上开始出现了新的制孔工具--同心钻。它真正意义上实现了“一刀过”制孔。同心钻在进行孔加工时，是非连续性切削，这样就有利于钻孔的润滑和冷却，任何情况下排出的都是碎屑，可接通吸尘器及时清理，避免了长削时金属屑残留孔内而造成孔壁划伤的可能，这样就实现了从无孔直接钻到终孔，同时保证了良好的孔表面质量。
4.结束语
现代科技日新月异，高精度孔的加工技术也在不断更新变化。制孔机器人、3D打印技术的出现，极大程度的提升了现代飞机的装配制造水平，但由于现阶段各种条件的限制，无法做到完全采用新技术取代人工，所以合理选用加工工具或设备，在较长一段时间内仍是不可避免的话题。
参考文献
[1] 卜泳.《飞机结构件的自动化精密制孔技术》.
[2] 陈先有.《先进的装配连接技术在航空制造领域的应用分析》.