典型蜂窝类零件保护方案

吴宏春 陈熙 康可可 陈虹宇 张博

摘 要：本项目以蜂窝零件为载体，结合机匣厂蜂窝类零件的结构特点以及在加工、周转过程中存在的薄弱环节，制定典型蜂窝零件加工、周转保护方案，针对性地对蜂窝类零件进行防护，减少划碰伤和多余物等问题。主要通过设计加工周转一体的保护工装、周转保护工装、改变下屑方向、改变敏感部位的加工路线等措施来实现对零件的保护。

关键词：蜂窝；保护；工装；多余物

中图分类号：V26 文献标志码：A

0 引言

金属蜂窝壁板结构作为一种新型轻质耐高温结构，因金属蜂窝是一种不连续材料，故蜂窝具有密度小、质量轻，低强度、刚性高和抗冲击性能高的特点；且高温合金材质具备良好的隔热性，耐高温、耐腐蚀性能，已经广泛应用于航空发动机的部件中。 我单位主制的零件中有多个零件具有蜂窝结构，这些零件在现场的加工中由于蜂窝件的保护不完善，每年都有蜂窝的磕碰伤、压伤、切屑划伤等现象的发生，导致蜂窝零件的报废和返修。另外一些蜂窝焊接件带有空腔结构，容易进入多余物，增加了蜂窝组件的保护难度，在防止蜂窝损伤的同时还要考虑多余物的防护。

1 技术方案制定

质量日报的数据结合现场调研，得出结论：70%的蜂窝磕碰伤是在周转过程中发生的， 包括操作者和发送员的周转，其余30%是在加工过程中下屑刮伤，洗涤过程中磕碰伤。根据以上分析，对蜂窝的保护最好是设计加工和周转一体的保护工装，减少拆装次数，尽量不影响零件的原有加工效率和生产周期。

1.1 保护方案的制定

（1）保护部位结构紧凑，应实现多部位的同时保护，在保护蜂窝的同时还可以对焊接腹板通气孔、焊缝部位一同保护。

（2）不能发生干涉现象：避免加工干涉和夹具干涉，避开刀路和装夹定位面等。

（3）应轻便，重量不能太大，人工拆装省力。

（4）保护工装上的小部件便于管理。

1.2 保护方案1-堵孔方案

保护工装主要由前半环和后半环组成。前后半环形成的锥面腔将蜂窝和焊缝全部包容在内，对二者进行保护。两个半环之间设置有配合止口，其作用便于前后半环安装准确和防止细长切屑钻入配合缝隙损坏蜂窝；前后半环设计成锥面形式，与零件形状贴合，两者的锥角稍大于零件型面锥角，和零件接触点之间的距离稍小于零件距离，目的是产生一个卡紧零件的力量，防止工装在零件上滑动。前后半环材料采用密度较小的铝合金或非金属材料，工装质量较小，便于操作。

1.3 保护方案2-弹性胶圈方案

第二套保护工装方案与第一套方案比较相似，不同点在于前后半环在贴合锥面上设计了弹性圈结构，借助前后半环的夹紧力以及弹性圈的弹力，弹性胶圈压合在腹板的锥面上紧密的贴合，防止多余物的进入，包容重点的3个部位，不用再针对腹板腔孔进行堵孔保护设计。需要注意的是弹性圈需要有足够大的截面尺寸，保证产生适合的弹性变形贴合在腹板锥面上。

总体来讲，第二种方案的保护密封性较第一种好，对后续产生的细小切屑起到很好的阻挡作用，所以，首选方案为第二种的弹性胶圈方案。

1.4 保护方案3-开口环方案

开口环方案的保护工装，工装的主体是一个带有开口结构的薄壁环形件，在使用时将开口槽收紧，整体套在蜂窝的内表面上，前后挡边限制开口环的轴向移动。开口环的壁厚要小，应能保证一定的弹性，挡边的厚度要薄，不能突出零件加工表面，挡边与加工面之间留有一定的间隙，保证焊料的车削加工，不影响刀具的轨迹和影响装夹。开口环的开口距离要适当，保证突出的挡边可以顺利装入蜂窝环件。开口槽要设计成斜面形式，保证在缩小开口时蜂窝表面可以完全遮挡。

1.5 保护方案4-插环方案

插环方案的保护工装，工装主体为两个带台的薄壁环形件，即前环和后环。两者从零件的两个方向上插入零件。后环与零件蜂窝配合，前环再插入后环上，二者的台阶面与零件蜂窝端面接触后，采用紧定螺钉锁紧穿过后环，顶紧在后环的内表面上，锁紧保护装置。为防止与车加工的夹具压板干涉，前后环要尽可能的薄，同时紧定螺钉的位置要与压板位置错开，做成压板数量的整数倍。前后环材料采用铝制轻合金材料，降低工装的质量，便于操作。

1.6 保护方案5-橡胶套保护方案

本方案采用橡胶类材料作为保护蜂窝件的配合材料，将零件的蜂窝部分全部包容起来。为防止与零件脱离，蜂窝两侧的保护面设计成斜面形式，斜面开口部位尺寸略小于蜂窝宽度。在装入零件时，零件蜂窝表面顺次接触斜面，由于橡胶具有一定的弹性，锥面下端产生一定的弹性变形，将蜂窝侧面夹紧。此蜂窝保护方案可以将蜂窝以外的部位全部露出，可以在荧光检查工序使用。

1.7 保护方案6-夹层方案

夹层方案综合考虑降低加工过程中装夹零件的复杂性而构思的。保护工装主要由3部分组成，即固定环、弹性夹层和锥环锁紧装置。为增大固定环外张的幅度，将固定环锥面部位开出径向槽。在涨紧蜂窝的过程中要考虑适应涨紧力度，仅仅贴紧，轻微压合即可，依靠摩擦力固定在蜂窝上。

2 试验加工

蜂窝保护夹具，工装的材料为铝，具有一定的刚性，可以很好地起到保护作用，之前设计的弹性胶圈改为了麻绳，防止其遇冷却液后老化，同时可以起到密封的作用。它是加工周转一体的保护工装，加工前将工装安装到零件上，最终将检验前的洗涤工序卸下。荧光检查工序，只检查机加表面，保护工装包容面不检查，且检查时荧光液为刷涂，可以使用。喷涂工序也可以带着工装周转，承制单位在保护工装的基础上，用胶布和铜皮对非喷涂区域进行保护（包括保护工装）。 在最终检验前的洗涤工序，需要清洗整个零件，所以必须将保护工装卸下，洗涤后的多余物检查工序要检查封闭腔内是否有多余物，也不能使用。

在试验的过程中，保护工装和镗斜孔工序夾具压盖上的加强筋有轻微干涉，对压盖轻微改动，干涉处车加工掉1mm后可正常使用，最终检验时零件蜂窝完好，腔内无多余物。缺点：安装保护工装后，零件明显加重，操作者在搬运零件时有些吃力；随行保护工装，需要根据每批零件的数量，同时派制多套工装，成本较高，增加管理难度。

结语

零件如果焊接有蜂窝，在编制工艺规程的时候，就要考虑加工过程中对蜂窝的保护，否则在后期设计保护工装时，不可避免地会出现保护工装和已有的夹具、测具等产生干涉的现象，需要更改已有的夹具、测量方法等，才能进行蜂窝保护。保护工装的结构没有统一的样式，需要根据零件的结构特点和具体的工艺路线确定，但是都需要遵循以下基本原则：

（1）如果零件上有其他部位需要保护，应尽量实现多部位的同时保护，这样可以减少操作步骤，减少操作者的劳动强度，节约成本。

（2）如果保护工装上有螺钉、螺帽等容易丢失的小零件，最好在保护工装上设计出专用的结构，在小零件不使用时可以放置，防止丢失。

（3）如果保护工装上的连接件距离车加工表面较近，为了防止下屑缠绕在连接件上，带动保护工装产生周向运动，连接件最好不要突出保护工装。

参考文献

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