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    飛行活塞桿兩種鏡面加工工藝的實現和比較

    隨著某型飛機修理工作的展開,其活塞桿的需求量激增。2019年,該活塞桿的生產成品率僅為69.92%。較低的成品率不僅造成了嚴重的資源浪費、零件的供應不足,也嚴重制約了飛機修理進度。

    該活塞桿結構中有一段長度375mm、直徑40mm的外圓表面(圖1)。該段外圓表面需要經過硬質陽極氧化處理,使其最終粗糙度Ra達到0.1~0.2μm?刹捎脪伖獾姆绞绞褂操|陽極氧化表面達到鏡面效果。

    活塞桿制造報廢情況主要是硬質陽極氧化層鏡面加工尺寸超差(報廢占比50%)和表面不滿足硬質陽極氧化要求(報廢占比33.33%)。這兩項問題造成的報廢占比之和高達83.33%。

    加工尺寸超差問題的解決
    由于活塞桿為鋁合金,其表面鍍層的厚度較薄,不便于磨削加工,故需要采用拋光方式來提高其
    表面質量。加工時,將工件安裝好,手持砂紙按壓工件外圓進行拋光(圖3)。這種加工方式存在拋光力大小難以保持一致、進給不連續、工件受力不均勻等缺點。

    對傳統的手工拋光方式進行分析,尋找工裝設計思路,保留優點,改善缺點。首先確定手工拋光工藝要點,包括拋光接觸面的面積(指手持砂紙的面積)、拋光力(由手臂按壓產生)、進給量(根據手感掌握)3個方面;然后利用機械結構實現上述工藝要點,并在設計時盡量避免手工拋光存在的缺點。

    1.拋光頭;2.芯軸;3.殼體;4.扭塞;5.定位套;
    6.彈簧;7.螺栓;8.襯套;9.拋光紙

    圖3 外圓浮動拋光裝置

    外圓浮動拋光裝置的拋光頭為弧形凹面,其弧度略大于活塞桿外圓弧面,其形狀近似于手工拋光的手掌,有利于保證工件受力的均勻。拋光裝置中彈簧可提供較均勻的拋光力。將工裝安裝在拋光裝置的刀架上,結合設備功能實現均勻進給。
    拋光頭的材質選取非常重要。本文考慮到鋼的硬度過大,鋁材容易被研磨,木質材料在冷卻液作用下壽命較短;因此選取材質較軟、韌性較強、耐高溫的聚四氟乙烯材料來制作拋光頭。工裝其余結構采用鋼質材料,拋光紙選用帶背膠的高目數砂紙。

    未滿足硬質陽極氧化要求問題的解決
    ,在冷卻液和空氣共同作用下,工件表面發生氧化而腐蝕,導致其表面處理未能滿足要求。氧化要求問題的解決措施是首先使用煤油對工件進行清洗,去除冷卻液殘留;然后用軟布擦干;最后涂抹凡士林,以隔絕空氣。

    針對某型飛機活塞桿制造成品率低這一問題,采用外圓浮動拋光裝置使硬質陽極氧化層鏡面加工的拋光過程變得連續,拋光效果得到顯著改善。同時,該拋光裝置可根據需要選擇不同的拋光砂紙,具有較高的推廣價值。在活塞桿外形加工后,可用煤油清洗活塞桿表面并涂抹凡士林,以確保硬質陽極氧化表面處理前的活塞桿表面質量,為后續鏡面加工做好準備。

    豪克能鏡面加工工藝

    通過以上文章過程可以看到整個活塞桿的加工過程十分繁瑣,同時需要多種耗材解決各種問題。如果采用豪克能鏡面加工設備來處理活塞桿,無論是拋光到要求的表面粗糙度,還是增加活塞桿的硬度和疲勞壽命等,各方面都可以更簡潔高效的實現并超越。

    豪克能處理各種活塞桿的案例有很多,加工這種桿類軸類外圓可謂得心應手。整個加工過程只需要將豪克能設備附著在機床上,無需其它工序,車完后直接進行表面拋光處理,利用復合能量對活塞桿表面進行每秒幾萬次的高頻率沖擊,通過這種沖擊改變金屬表面微觀構造,形成了致密的納米層,不僅輕松實現Ra0.1的表面光潔度,同時預置了壓應力,讓整個活塞桿的疲勞壽命翻倍,硬度和耐磨耐腐蝕性都大幅提升。

     

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