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飞行活塞杆两种镜面加工工艺的实现和比较

随着某型飞机修理工作的展开,其活塞杆的需求量激增。2019年,该活塞杆的生产成品率仅为69.92%。较低的成品率不仅造成了严重的资源浪费、零件的供应不足,也严重制约了飞机修理进度。

该活塞杆结构中有一段长度375mm、直径40mm的外圆表面(图1)。该段外圆表面需要经过硬质阳极氧化处理,使其最终粗糙度Ra达到0.1~0.2μm。可采用抛光的方式使硬质阳极氧化表面达到镜面效果。

活塞杆制造报废情况主要是硬质阳极氧化层镜面加工尺寸超差(报废占比50%)和表面不满足硬质阳极氧化要求(报废占比33.33%)。这两项问题造成的报废占比之和高达83.33%。

加工尺寸超差问题的解决
由于活塞杆为铝合金,其表面镀层的厚度较薄,不便于磨削加工,故需要采用抛光方式来提高其
表面质量。加工时,将工件安装好,手持砂纸按压工件外圆进行抛光(图3)。这种加工方式存在抛光力大小难以保持一致、进给不连续、工件受力不均匀等缺点。

对传统的手工抛光方式进行分析,寻找工装设计思路,保留优点,改善缺点。首先确定手工抛光工艺要点,包括抛光接触面的面积(指手持砂纸的面积)、抛光力(由手臂按压产生)、进给量(根据手感掌握)3个方面;然后利用机械结构实现上述工艺要点,并在设计时尽量避免手工抛光存在的缺点。

1.抛光头;2.芯轴;3.壳体;4.扭塞;5.定位套;
6.弹簧;7.螺栓;8.衬套;9.抛光纸

图3 外圆浮动抛光装置

外圆浮动抛光装置的抛光头为弧形凹面,其弧度略大于活塞杆外圆弧面,其形状近似于手工抛光的手掌,有利于保证工件受力的均匀。抛光装置中弹簧可提供较均匀的抛光力。将工装安装在抛光装置的刀架上,结合设备功能实现均匀进给。
抛光头的材质选取非常重要。本文考虑到钢的硬度过大,铝材容易被研磨,木质材料在冷却液作用下寿命较短;因此选取材质较软、韧性较强、耐高温的聚四氟乙烯材料来制作抛光头。工装其余结构采用钢质材料,抛光纸选用带背胶的高目数砂纸。

未满足硬质阳极氧化要求问题的解决
,在冷却液和空气共同作用下,工件表面发生氧化而腐蚀,导致其表面处理未能满足要求。氧化要求问题的解决措施是首先使用煤油对工件进行清洗,去除冷却液残留;然后用软布擦干;最后涂抹凡士林,以隔绝空气。

针对某型飞机活塞杆制造成品率低这一问题,采用外圆浮动抛光装置使硬质阳极氧化层镜面加工的抛光过程变得连续,抛光效果得到显著改善。同时,该抛光装置可根据需要选择不同的抛光砂纸,具有较高的推广价值。在活塞杆外形加工后,可用煤油清洗活塞杆表面并涂抹凡士林,以确保硬质阳极氧化表面处理前的活塞杆表面质量,为后续镜面加工做好准备。

豪克能镜面加工工艺

通过以上文章过程可以看到整个活塞杆的加工过程十分繁琐,同时需要多种耗材解决各种问题。如果采用豪克能镜面加工设备来处理活塞杆,无论是抛光到要求的表面粗糙度,还是增加活塞杆的硬度和疲劳寿命等,各方面都可以更简洁高效的实现并超越。

豪克能处理各种活塞杆的案例有很多,加工这种杆类轴类外圆可谓得心应手。整个加工过程只需要将豪克能设备附着在机床上,无需其它工序,车完后直接进行表面抛光处理,利用复合能量对活塞杆表面进行每秒几万次的高频率冲击,通过这种冲击改变金属表面微观构造,形成了致密的纳米层,不仅轻松实现Ra0.1的表面光洁度,同时预置了压应力,让整个活塞杆的疲劳寿命翻倍,硬度和耐磨耐腐蚀性都大幅提升。

 

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