一种铆接试验夹具的设计

王 进

（中航工业陕西飞机工业〈集团〉有限公司，陕西 汉中 723213）

铆钉连接（简称铆接）虽然是一种传统的连接方法，并存在结构重量增大、强度降低及易变形等缺点，但具有连接强度较稳定可靠，操作工艺易掌握，故障容易检查和排除，适用于较复杂的结构的连接等优点，即使在新技术、新材料、新工艺和新设备广泛应用的今天，仍然在以薄壁钣金零组件为主的飞机机体结构装配中大量使用。

据有关资料统计，现代飞机平均每吨机体质量约有3万～4万个铆钉，其工作量约占全机工作量的20%～30%。由此可见，铆钉连接是飞机零组件连接的主要方式，在飞机制造过程中占有相当重要的地位，提高铆接技术水平在飞机制造中具有非常重要的作用。

1 铆接概述

所谓铆钉连接（简称铆接），就是利用铆钉把两个或两个以上的零件或构件连接为一个不可拆整体的连接方法。铆接过程如图1所示，首先将被铆接工件准确定位并夹紧，然后在被铆接工件上制铆钉孔及埋头窝（对于埋头铆钉），再将铆钉插入被铆接工件的孔内，使铆钉原头紧贴工件表面，然后将铆钉杆的一端镦粗而成为铆合头。

图1 铆接过程

2 铆接问题

在飞机铆接装配过程中，时常会发生如图2所示的铆接缺陷，使铆接件达不到铆接技术条件规范的要求，从而影响部件的质量和整个飞机的飞行性能。因此在使用前必须进行检测，但飞机等航空产品使用的铆接件由不同材料、不同规格和不同种类的铆钉组成，品种繁多，规格多样，检测工作量大，周期长。

图2 常见的铆接缺陷

其中墩头偏斜和高度变化的缺陷可以采用铆接试验夹具的方法控制。现有检测试验中采用的夹具为夹板式结构，该夹具的最大缺点是铆接形成的镦头高度无法定位控制。全凭操作人员的经验，手感，当铆接高度超高时，铆接不到位，会使验收标准降低；当铆接高度超低时，会使验收标准提高，导致验收标准不稳定，影响铆接件的质量和性能。

3 铆接试验夹具结构

针对上述问题，设计了一种铆接试验夹具，如图3所示。

图3 铆接试验夹具结构示意图

4 铆接试验过程

首先，将铆接好的铆接试验件5装入铆接组件2的台阶孔中，将铆接试验件5连同铆接组件2一起放入支撑定位板4的定位凹槽中，将外套1套装在铆接组件2外，即使铆接组件2套入外套1的通孔中，同时将压力棒3插入外套1的通孔中。

然后，利用压力机进行压铆，压力通过压力棒3传到铆接试验件5上，铆接试验件5的自由部分变形，直到压力棒3的下端面与两片铆接片的上端面帖合时，铆接试验件5的镦头高度即为铆接片的台阶孔的沉孔深度，这样便实现了铆头高度的限位和控制。

5 结论

经过试验，本铆接试验夹具有以下优点：1）铆接组件由两个铆接片组成，铆接组件中设置有台阶孔，这样使铆接形成的镦头部分高度容易控制，尺寸稳定；2）铆接组件中的铆接片能够很方便的更换，从而使该试验夹具可适用于不同规格和品种的铆接件的试验。3）铆接片的加工制造简单，组合成的铆接组件安装与操作方便，不仅提高了铆接试验的工作效率，而且保证了整个铆接试验夹具具有良好的夹持效果。

在实际生产中，简单适当的铆接夹具不但可以减少飞机装配的辅助时间，提高生产效率，而且能够保证铆接质量，增强飞机的安全系数和飞行性能。

［1］《航空制造工程手册》总编委会.航空制造工程手册:飞机装配[M].2版.航空工业出版社，2010，12.

［2］范玉青，梅中义，陶剑.大型飞机数字化制造工程[M].航空工业出版社，2011（09）.

［3］贾玉红，何景武.现代飞行器制造工艺学[M].北京航空航天大学出版社，2010（08）.

［4］王海宇.航空技工院校教材:飞机装配工艺学[M].西北工业大学出版社，2012（08）.

［5］范玉青.现代飞机制造技术[M].北京航空航天大学出版社，2001，6.