CN111761019B - 一种大扁圆头铆钉及大扁圆头铆钉的密封铆接方法 - Google Patents

一种大扁圆头铆钉及大扁圆头铆钉的密封铆接方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于航空装配技术领域，公开了一种大扁圆头铆钉及大扁圆头铆钉的密封铆接方法，基于飞机整体油箱的组、部件密封防腐的连接需求，设计了特殊的大扁圆头铆钉进行紧固连接，为达到连接的密封，设计了专用的配套铆模，在铆接的过程中达到过盈配合的效果，同时为保证强化密封效果，设计了一种配套的工艺方法。本发明有效的实现了飞机整体油箱的组、部件的密封紧固连接要求，显著提升飞机机翼整体油箱结构及飞行性能。

Description

一种大扁圆头铆钉及大扁圆头铆钉的密封铆接方法
技术领域
本发明属于航空装配技术领域，涉及一种对飞机机翼整体油箱的密封工艺方法，特别涉及一种大扁圆头铆钉的密封铆接方法。
背景技术
飞机油箱按构造形式的不同可以大致分为三类：软油箱、硬油箱和整体油箱。由于整体油箱本身作为飞机结构的一部分，可直接利用机身、机翼的结构元件，因此不但能增大储油量，而且还可减轻飞机的重量。基于以上优点，目前大型飞机经常选择采用整体油箱的结构形式。但是，相对于软油箱和硬油箱，一般仅采用整体壁板的方式来减少整体油箱结构的接缝，因此整体油箱的连接件和紧固件的密封性和稳固性较差。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种大扁圆头铆钉及大扁圆头铆钉的密封铆接方法，新设计了专用的配套铆模，以保证其在铆接的过程中达到过盈配合的效果，同时为保证强化密封效果，并在紧固安装配合面使用密封剂，大大提高了飞机整体油箱的密封性和稳固性。
本发明的技术方案是：一种大扁圆头铆钉的密封铆接方法，包括以下步骤：
步骤一，预装配整体油箱的各部件；
步骤二，制作大扁圆头铆钉的初孔；
步骤三，清洗整体油箱的各部件的金属屑和杂物，去除初孔毛刺；
步骤四，对整体油箱各部件的贴合面涂抹密封剂；
步骤五，重新装配和定位整体油箱的各部件，拧紧连接各部件的工艺螺栓；
步骤六，对大扁圆头铆钉的初孔进行扩孔和铰孔，得到铆钉孔；
步骤七，将大扁圆头铆钉放入铆钉孔中，进行铆接装配。
大扁圆头铆钉包括铆端和钉端，铆端为圆盘状，铆端中部为圆形平台，铆端圆形平台周边有弧状台阶，弧状台阶围成一个圆盘，铆端的圆形平台中间设有一个小圆凹槽；钉端为圆柱状结构；钉端的圆柱状结构直径与铆端中部圆形平台的直径相同，铆端弧状台阶所围成的圆盘直径是钉端圆柱状结构直径的两倍，铆端小圆凹槽在圆形平台表面的圆形直径是钉端圆柱状结构直径的一半，铆端的高度略大于铆端小圆凹槽的直径；铆端圆形平台相对于弧状台阶有一个微小高度的台阶，铆端弧状台阶的弧度半径略大于钉端圆柱状结构的直径。
进一步的，步骤一中，修合和预装配整体油箱的各部件时，定位夹紧的密封贴合面平整无阶差，相配合的整体油箱各部件的贴合面在定位压紧后无间隙，在无紧固件连接部位100mm范围内，有不大于0.2mm的局部间隙。
进一步的，步骤三中，使用专用刮刀去除夹层间、所有孔和零件端面的毛刺，专用刮刀包括刮刀本体、刀柄夹板和夹板铆钉，刮刀本体通过刀柄夹板与夹板铆钉连接，刮刀本体的刀口弯角为45°，刮刀本体具有0.2mm、0.5mm、1mm三种规格。
进一步的，步骤四中，先刷涂一层粘接底涂，待粘接底涂干燥后再涂抹密封剂，在缝外涂抹密封剂的厚度为0.2mm～0.8mm，在缝内涂抹密封剂的厚度为0.4mm～0.6mm。
进一步的，步骤五中，在密封胶活性期内定位和拧紧工艺螺栓，每隔10min～20min用定力扳手拧紧一次工艺螺栓，分2次或3次拧紧，在拧紧工艺螺栓时，被涂密封胶零件的周边连续挤出胶条，同时将挤出的密封胶进行整形。在密封胶活性期间定位和拧紧工艺螺栓，并且不能一次性全部拧紧，要通过2次或3次拧紧，可以使得密封胶均匀的分布在部件的连接区域内，可以确保密封性良好；每次拧紧间隔10到20分钟，这个时间可以让密封胶与部件充分接触，使得密封胶分布更加均匀。
进一步的，步骤六，采用专用塞规检查铆钉孔的精度及粗糙度，专用的塞规结构与大扁圆头铆钉的结构匹配。
进一步的，步骤七，使用专用铆模顶紧大扁圆头铆钉的铆端进行锤铆，铆模端部的结构与大扁圆头铆钉的铆端结构匹配。
本发明的优点是：
通过本发明技术的实施，实现了整体油箱密封紧固过盈连接，可以保证飞机整体油箱的安全性，提升了飞机整体油箱结构连接的可靠性，为飞机机翼整体油箱结构及飞行性能的提升起到了显著的效果。
附图说明
图1是本发明实施例的大扁圆头铆钉结构示意图；
图2是本发明实施例的专用刮刀结构示意图；
图3是本发明实施例的专用塞规结构示意图；
图4是本发明实施例的专用铆模结构示意图；
其中，1—刮刀本体，2—刀柄夹板，3—夹板铆钉。
具体实施方式
本部分是本发明的实施例，用于解释和说明本发明的技术方案。
本发明首先发明了一种大扁圆头铆钉，该大扁圆头铆钉包括铆端和钉端，铆端为圆盘状，铆端中部为圆形平台，铆端圆形平台周边有弧状台阶，弧状台阶围成一个圆盘，铆端的圆形平台中间设有一个小圆凹槽；钉端为圆柱状结构；钉端的圆柱状结构直径与铆端中部圆形平台的直径相同，铆端弧状台阶的直径是钉端圆柱状结构直径的两倍，铆端小圆凹槽的直径是钉端圆柱状结构直径的一半，铆端的高度略大于铆端小圆凹槽的直径；铆端圆形平台相对于弧状台阶有一个微小高度的台阶，铆端弧状台阶的弧度半径略大于钉端圆柱状结构的直径。
本发明还提供了大扁圆头铆钉的密封铆接方法，包括以下步骤：
步骤一，预装配整体油箱的各部件，修合和预装配整体油箱的各部件时，定位夹紧的密封贴合面平整无阶差，相配合的零件和组合件的贴合面在定位压紧后无间隙，在无紧固件连接部位100mm范围内，有不大于0.2mm的局部间隙；
步骤二，制作大扁圆头铆钉的初孔；
步骤三，清洗整体油箱的各部件的金属屑和杂物，去除初孔毛刺，使用专用刮刀去除夹层间、所有孔和零件端面的毛刺，专用刮刀包括刮刀本体、刀柄夹板和夹板铆钉，刮刀本体通过刀柄夹板与夹板铆钉连接，刮刀本体的刀口弯角为45°，刮刀本体具有0.2mm、0.5mm、1mm三种规格；
步骤四，对整体油箱各部件的贴合面涂抹密封剂，先刷涂一层粘接底涂，待粘接底涂干燥后再涂抹密封剂，在缝外涂抹密封剂的厚度为0.2mm～0.8mm，在缝内涂抹密封剂的厚度为0.4mm～0.6mm；
步骤五，重新装配和定位整体油箱的各部件，拧紧连接各部件的工艺螺栓，在密封胶活性期内定位和拧紧工艺螺栓，每隔10min～20min用定力扳手拧紧一次工艺螺栓，分2次或3次拧紧，在拧紧工艺螺栓时，被涂密封胶零件的周边连续挤出胶条，同时将挤出的密封胶进行整形；
步骤六，对大扁圆头铆钉的初孔进行扩孔和铰孔，得到铆钉孔，然后采用专用塞规检查孔的精度及粗糙度，专用的塞规结构与大扁圆头铆钉的结构匹配；
步骤七，将大扁圆头铆钉放入铆钉孔中，使用专用铆模顶紧大扁圆头铆钉的铆端进行锤铆，铆模端部的结构与大扁圆头铆钉的铆端结构匹配。
下面结合附图说明本发明另一个实施例。
先完成需用大扁圆头(见图1)铆接零件的预装配，定位夹紧后制初孔，分解零组件，使用专用的去毛刺工具(见图2)去除毛刺并清洗连接处的贴合面，然后再涂抹密封剂，重新定位夹紧零组件，在密封剂完成硫化和保护后制终孔，对终孔采用专用塞规(见图3)进行检测，使用专用的铆接模具(见图4)完成过盈铆接。
按照工程图样要求，利用型架、装配孔或划线定位、夹紧、修合以及预装配零件或组合件。定位夹紧的密封贴合面应平整无阶差。相配合的零件、组合件的贴合面，在定位压紧后应无间隙，允许在无紧固件连接部位100mm范围内，有不大于0.2mm的局部间隙，若达不到上述要求可增加工艺螺栓或定位销。
用带垂直器的风钻，制出铆接件的全部大扁圆头铆钉(图1)初孔(初孔孔径小于终孔孔径1mm～2mm)，并用工艺螺栓固定。
按照装配反顺序分解所有预装配的零件、组合件，依次摆放整齐，对零件外形形状相似、零件数量较多且难以辨认的可做标记，以避免再装配时装错。分解下来的零件、组合件的防护应满足产品防护的有关要求，例如：将分解的工艺螺栓或螺钉用中性牛皮纸分类包裹放置等。
用毛刷或吸尘器清除零件夹层中的金属屑和杂物。清除所有孔和零件端面的毛刺，使用专用刮刀(图2)去除夹层间毛刺。去毛刺后，不允许孔口出现棱角。同时用汽油或丙酮清洗零件贴合面，并干燥10min～15min分钟。
按照工程图样的规定选用密封剂(如XM-22)并在涂覆密封剂前应使用清洗剂将贴合面擦拭干净，清洗面的宽度应大于贴合面宽度。在清洗干燥后的连接表面，均匀的刷涂一层粘接底涂(如NJD-1或NJD-4)并干燥；在已刷涂粘接底涂的表面涂敷一层厚度均匀的密封剂，在装配件间的空隙内，涂覆密封剂的量要填满空隙，并使多余的密封胶从空隙中挤出；按装配顺序使用注胶枪等专用工具将密封剂注涂到刚性较大、尺寸较小的零件上，再用刮刀、硬板刷、滚轮等工具将密封剂沿着一个方向刮滚均匀；当工程图无规定时，涂覆密封剂的厚度约为0.2mm～0.8mm，缝内密封剂的厚度应控制在0.4mm～0.6mm范围内；零件下陷及圆角过渡部位应多涂一些密封剂；涂密封剂胶时，工作表面温度应在要求的施工环境温度范围内，密封剂的涂覆必须在密封材料的活性期内完成。
按原装配顺序重新进行装配。所有工艺标准件先在汽油中浸泡搅拌清洗，再在丙酮浸泡清洗擦干后方可使用。用工艺螺栓进行工艺定位，定位不少于螺栓总数的50％并均匀排列；要防止孔错位且不允许零件松动或来回窜动。安装工艺螺栓由中心向两端依次预拧紧，保证胶能从夹层中均匀挤出。在密封胶活性期内，每隔约10min～20min用定力扳手拧紧一次工艺螺栓，分2次或3次预紧。在拧紧工艺螺栓时，被涂密封胶零件的周边应连续的挤出胶条，同时将挤出的密封胶进行整形。二次定位、分次预紧必须在密封剂的施工期内完成。
待密封剂完成硫化后在实施扩、铰孔，扩孔的要求为：当大扁圆头孔直径＜6mm时，用带前导杆的扩孔钻或带垂直器的风钻夹持的扩孔钻，扩制孔到终孔尺寸，扩孔的尺寸及精度不低于H11。铰孔的要求为：当大扁圆头孔直径≥6mm时，先将铆钉孔扩至铆钉孔与之配合的铆钉尺寸，然后将已扩的铆钉孔铰至终孔，铰制后的铆钉终孔精度不低于H11，孔表面粗糙度不大于Ra3.2并采用专用的塞规(图3)检查孔的精度及粗糙度。
零件全部重新定位夹紧后，先目视检查铆钉无压伤、裂纹及其他缺陷后，然后将大扁圆头铆钉放入铆钉孔内。选择锤铆方式进行铆接；铆接时，使用专用的铆模(图4)顶紧大扁圆头铆钉的铆钉头进行锤铆。铆接工作应在密封剂的施工期内完成。铆接前应从密封带的端头撕去密封带保护层，以防止密封带移动，影响铆接质量。然后对铆接后的镦头尺寸进行验收。
铆接过程中故障的排除：在连接件夹层贴合不紧密，或局部间隙大于0.3mm时，必须修合或加垫排除。制铆钉孔或分解有故障的铆钉时，如孔壁划伤，则应重新制孔并加大1号大扁圆头铆钉，但不能连续加大，不允许孔的精度、粗糙度不符合要求时，放铆钉铆接。

Claims (8)

1.一种大扁圆头铆钉，其特征在于，包括铆端和钉端，铆端为圆盘状，铆端中部为圆形平台，铆端圆形平台周边有弧状台阶，弧状台阶围成一个圆盘，铆端的圆形平台中间设有一个小圆凹槽；钉端为圆柱状结构；钉端的圆柱状结构直径与铆端中部圆形平台的直径相同，铆端弧状台阶所围成的圆盘直径是钉端圆柱状结构直径的两倍，铆端小圆凹槽的位于圆形平台顶面处圆的直径是钉端圆柱状结构直径的一半，铆端的高度略大于铆端小圆凹槽的直径；铆端圆形平台相对于弧状台阶有一个微小高度的台阶，铆端弧状台阶的弧度半径略大于钉端圆柱状结构的直径。
2.一种大扁圆头铆钉的密封铆接方法，其特征在于，使用如权利要求1所述的一种大扁圆头铆钉，包括以下步骤：
步骤一，预装配整体油箱的各部件；
步骤二，制作大扁圆头铆钉的初孔；
步骤三，清洗整体油箱的各部件的金属屑和杂物，去除初孔毛刺；
步骤四，对整体油箱各部件的贴合面涂抹密封剂；
步骤五，重新装配和定位整体油箱的各部件，拧紧连接各部件的工艺螺栓；
步骤六，对大扁圆头铆钉的初孔进行扩孔和铰孔，得到铆钉孔；
步骤七，将大扁圆头铆钉放入铆钉孔中，进行铆接装配。
3.根据权利要求2所述的一种大扁圆头铆钉的密封铆接方法，其特征在于，步骤六中，采用塞规检查铆钉孔的精度及粗糙度，塞规结构与大扁圆头铆钉的结构匹配。
4.根据权利要求2所述的一种大扁圆头铆钉的密封铆接方法，其特征在于，步骤七中，使用铆模顶紧大扁圆头铆钉的铆端进行锤铆，铆模端部的结构与大扁圆头铆钉的铆端结构匹配。
5.根据权利要求2所述的一种大扁圆头铆钉的密封铆接方法，其特征在于，步骤一中，预装配整体油箱的各部件时，定位夹紧的密封贴合面平整无阶差，相配合的整体油箱各部件的贴合面在定位压紧后无间隙，在无紧固件连接部位100 mm范围内，有不大于0.2 mm的局部间隙。
6.根据权利要求2所述的一种大扁圆头铆钉的密封铆接方法，其特征在于，步骤三中，使用刮刀去除夹层间、所有孔和各部件端面的毛刺，刮刀包括刮刀本体（1）、刀柄夹板（2）和夹板铆钉（3），刮刀本体（1）通过刀柄夹板（2）与夹板铆钉（3）连接，刮刀本体（1）的刀口弯角为45°，刮刀本体（1）具有0.2mm、0.5mm、1mm三种规格。
7.根据权利要求2所述的一种大扁圆头铆钉的密封铆接方法，其特征在于，步骤四中，先刷涂一层粘接底涂，待粘接底涂干燥后再涂抹密封剂。
8.根据权利要求2所述的一种大扁圆头铆钉的密封铆接方法，其特征在于，步骤四中，密封剂采用密封胶，步骤五中，在密封胶活性期内定位和拧紧工艺螺栓，每隔10min～20min用定力扳手拧紧一次工艺螺栓，分2次或3次拧紧，在拧紧工艺螺栓时，被涂密封胶零件的周边连续挤出胶条，同时将挤出的密封胶进行整形。
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