飞机机械连接技术及其发展应用研究

飞机机械连接技术及其发展应用研究

张多超

哈尔滨飞机工业集团 黑龙江省哈尔滨市

摘要：随着飞机制造业的发展，与之相关的加工制造技术也在不断取提升，并更广泛地应用到实际之中。机械设备连接技术作为飞机制造过程中结构部件连接的重要组成部分，必须在连接质量和效率和安全性等进行全面把控。本文立足于飞机机械连接技术的重要性展开分析，指出飞机机械连接技术发展的应用中存在的问题，并提出相应的解决意见，旨在为飞机机械连接技术研究提供参考资料。

关键词：飞机；机械连接；发展；应用，问题；策略

作为飞机制造装配中的重要环节，机械连接对质量和工作效率都直接影响着飞机制造的质量和工作效率。作为技术人员，我们必须要重视飞机机械连接技术的更新和发展，在新技术不断涌入的潮流中，我们也要抓紧对新技术的研究，飞机的机械连接技术能够减少与国际之间的差距，进而提升我国飞机制造的质量和水平。早期的飞机连接一般以铆接和螺栓接为主要连接形式。由于机械连接的工作量较大，对操作人员的技术水平和工作能力有一定的要求，但随着飞机制造业的发展，我国的飞机机械连接也在应用着新的技术。但目前为止，仍然以铆接和螺栓连接为主。

一、飞机机械链接的重要性

机械连接是飞机制造过程中不可缺少的组成部分，而且由于在各个结构中都有机械连接部件的存在，因此作为飞机机械配置的重要组成部分，机械连接的稳定性，牢固性和合理性都是飞机制造中重要的安全保障。并且机械连接的技术也是飞机制造技术中的重要组成部分，是影响飞机安全生产的重要技术。因为飞机机械连接的疲劳性，直接受机械连接技术合理性和科学性的影响。机械连接的疲劳性能，作为飞机制造的重要技术，也直接影响着飞机的抗疲劳性能是高质量飞机制造的关键技术。

二、飞机机械连接技术及其应用

1.自动铆接技术

自动钻铆系统由钻铆机、托架系统、各种附件和相应的软件组成，能够完成飞机组合件的紧固件孔的坐标定位、钻孔（锪窝）、涂密封胶、测量工件夹层厚度、自动选铆钉、铆接和铣切钉头等工序。自动铆接技术具备加载速率高，材料和构件损伤低的优点，在应用过程中能够确保机械连接的质量和效率。 中航工业西飞全自动数控托架系统的研制成功及相关数据处理技术，在ARJ21机翼壁板铆接中顺利实施，填补了国内航空工业大型壁板自动铆接技术的空白，为自动钻铆设备铆接 复合材料壁板奠定了基础。

2.电磁铆接技术

电磁铆接是利用电能—磁场能—机械能的转化，应用冲击大电流技术获得瞬间冲击载荷作用于铆钉，铆钉在应力波作用下发生塑性变形，实现铆接工艺。电磁铆接是借助电磁成形原理在放电线圈与被连接件之间增加线圈和应力波放大器的一种冲击加载。电磁铆接的主要优点在于加载速率大、材料应变率大。变形方式上也能一次完成镦头的成形，可用于屈强比高、应变敏感、难成形材料铆钉的铆接。电磁铆接可以实现大直径铆钉的铆接，工艺质量稳定，且电磁铆接可以减小铆接噪声、改善劳动条件。西工大、北京航空制造 工程研究所、成飞等单位在电磁铆接设备和铆接工艺等方面进行了一定研究。虽然还未进入工程化应用，但是前景广阔。

3.机器人钻铆技术

借助智能机器人对环境的快速反应和分析判定，控制机械电子从而将计算机、传感器和人工智能等先进科技融入到钻铆之中，达到高精高速、持续性工作的效果。从而减少工作强度的环境因素的限制，提高工作效率。虽然，机器人钻铆技术在飞机制造中的应用时间较晚，但是能解决很多人工不能的问题，应用前景广阔。例如，由沈阳机床、北航、沈飞联合研制的多功能制孔执行器顺利实施，为发展机器人装配制孔技术奠定了基础。

4.新型紧固件连接技术

目前新型紧固件连接技术是指使用包括高锁螺栓、环槽钉和单面抽钉等在内的新型紧固件，实现要求较高密封性或者表面倾斜角度较大的结构的连接技术。在飞机复合材料结构装配中应用新型紧固件连接技术。可以有效的提升连接质量，减小装配力，控制夹紧力以满足装配连接需求。

二、飞机机械连接技术应用过程中存在的问题

1.机械连接种类较少，规格受限，设备性能丞待提高

研究表明我国目前阶段的飞机制造工作中应用的复合材料机械连接在材料种类和规模方面无法满足整体制造性能上的需求。例如目前在国际上应用广泛的新型铝合金、钛合金等连接固件，不仅在材料的物理性能上更优质在化学性质方面，也更稳定，在应用过程中也因为较好的抗疲劳性能，而获得广泛的应用。但是，在我国现阶段的飞机制造过程中受机械连接技术等方面的影响，还，存在许多的限制。因此还需要不断研发新材料，研制新的连接部件，扩大生产来满足目前的复合材料结构飞机的机械连接需求。

2.机械连接技术有待提高

目前我国的机械连接技术在应对复合材料结构连接方面已经采用了自动钻膜和电磁钻膜技术，但是仍然需要人工和手动的参与。虽然已经有许多装配技术，正在研究和应用推广过程当中，但是目前受机械连接设备和专业技术人员不足的影响，半自动化和自动化的部件装配工作依然是小范围的应用和推广。还需要在技术不断更新的发展过程中，研制更适合的装配方式。

综上所述，虽然随着飞机制造业的发展和新型连接材料的出现，复合材料的机械连接在不断改进和应用当中，但是对于飞机机械连接技术的探索应用和优化创新还需要多方努力在提高机械连接技术的自动化、信息化程度的基础上，提高飞机机械连接的质量和效率，进而提升飞机制造企业的经济效益。

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作者简介：张多超，男，30岁，甘肃张掖市，本科，哈尔滨飞机工业集团，工程师

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