王 寧 駱李平

摘要：自動鉆鉚技術(shù)是新一代飛機研制的關(guān)鍵技術(shù)，對于提高我國的飛機制造水平，增強國防能力具有深遠的意義。本文將重點探討飛機自動鉆鉚技術(shù)的發(fā)展趨勢。

飛機制造中鉚接裝配占有十分重要的地位，據(jù)估算，飛機裝配勞動量約占整個飛機制造勞動量的40%～50%，其中鉚接占30%。隨著對飛機性能要求的不斷提高，人們愈來愈重視鉚接質(zhì)量，使其適應(yīng)質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)速率高、疲勞壽命長的要求。在這樣的背景下，自動鉆鉚技術(shù)開發(fā)成功并首先在世界著名的航空企業(yè)波音、空中客車公司中得到應(yīng)用，由此邁開飛行器裝配自動化的步伐，并逐漸顯示出其強大技術(shù)優(yōu)勢，促進了飛機裝配歷史性變革。

1.自動鉆鉚技術(shù)的應(yīng)用

國外自動鉆鉚技術(shù)應(yīng)用簡況。國外使用的自動鉆鉚機， 估計在一千臺以上。這些鉆鉚機主要由美國GEMCOR公司生產(chǎn)，此外還有德國的BROTlE AUTOMATION、法國的RECOUIESETFIIS（據(jù)說已破產(chǎn)）。俄國生產(chǎn)的自動鉆鉚機有CKAK、Y9K等類型（廠家不詳）此外，美國的AEROSPACE PRECISION SYSTEM s，INC也制造一些鉆鉚機。在國外所有飛機制造公司都有自動鉆鉚機，如渡音、法宇航、“空中客車”集團等。為這些公司進行轉(zhuǎn)包生產(chǎn)的日本、韓國，也大量引進自動鉆鉚機。自動鉆鉚機的加工范圍： 無頭鉚釘（s1 IJG）、有頭鉚釘、雙體（TWO—PLECE）緊固件——環(huán)槽鉚釘與高鎖螺栓、抽鉚釘?shù)取?/p>

國內(nèi)自動鉆鉚技術(shù)應(yīng)用情況。在國外航空零、部件轉(zhuǎn)包生產(chǎn)之前，國內(nèi)自動鉆鉚技術(shù)的應(yīng)用僅處于起步階段。70年代初，原航空工業(yè)部曾組織有關(guān)單位研制過各種型號的自動鉆鉚機，由于沒有型號需求的牽頭，使研制工作半途而廢，加上當(dāng)時研制的設(shè)備中所采用的元件、控制系統(tǒng)等均存在各種質(zhì)量問題，絕大部分設(shè)備都存在一些故障，無法正常使用，有的被拆除，有的擱置至今。從1985年起，我國先后從國外引進了七臺自動鉆鉚機，其中西飛三臺、上飛一臺、成飛一臺、625所一臺、沈飛一臺這七臺中除西飛有兩臺已用于生產(chǎn)外，其余五臺困各種原因，在安裝、調(diào)試完畢后均沒投人使用另外，由于自動鉆鉚機價格昂貴及國產(chǎn)飛機尚無強制性的自動鉆鉚要求， 目前自動鉆鉚技術(shù)僅在航空零部件轉(zhuǎn)包生產(chǎn)線上使用。近20年來，國內(nèi)引進了近10臺自動鉆鉚設(shè)備，自動鉆鉚技術(shù)在轉(zhuǎn)包生產(chǎn)中也已局部應(yīng)用。但出下所生產(chǎn)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，且大多配鼴的是簡單的手工托架，部分應(yīng)用了半自動托架，全自動化托架技術(shù)基本來采用。因此，國內(nèi)自動鉆鉚技術(shù)的應(yīng)用跟航空制造技術(shù)先進國家相比還處于一個較低的水平，目前各主機廠還很難進行大型壁板及雙曲度壁板的自動鉆鉚。

2.發(fā)展現(xiàn)狀

飛機機械連接技術(shù)是量大面廣的航空制造技術(shù)之一。機械連接連同鈑金和機械加工技術(shù)， 號稱飛機制造業(yè)的三大技術(shù)支持。早期飛機的機械連接工作量占機械制造工作量的40%～50%左右隨著新技術(shù)不斷發(fā)展，整體結(jié)構(gòu)、膠接蜂窩結(jié)構(gòu)、超塑成形擴散組合結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)逐漸增多， 飛機連接件的數(shù)量有減少的趨勢但鉚接和螺接等機械連接不僅不會被其它結(jié)構(gòu)形式所代替，而且對機械連接技術(shù)提出，更高的要求。從目前的實際情況看， 各種飛機的連接仍以機械連接為主， 機械連接的工作量仍占飛機機體制造工作量的20%左右。從飛機連接件的數(shù)量來看，波音747每架宥鉚釘200萬個；依爾86每架有鉚釘148萬個，螺栓12萬個，A300“空中客車”和MD-90皆有100萬個連接：據(jù)統(tǒng)計，一架飛機連接件的成本占飛機總成本的3%～5%，其重量占飛機空重的5%～6%左右：因而成為航空制造業(yè)中三大關(guān)鍵技術(shù)之一。自動鉆鉚技術(shù)發(fā)展到今天，各國生產(chǎn)的近代飛機，幾乎毫無例外地采用干涉配合無頭鉚釘自動鉆鉚技術(shù)。如F—15、B—747飛機大量采用無頭的鈦合金鉚釘，全部用自動鉆鉚機施鉚。B一747飛機機鉚率達62%，依爾86飛機機鉚率達54.5%.“空中客車”A300機鉚率為45%，B-—767飛機機身的機鉚率為97%。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展， 鉆鉚自動化己從單臺數(shù)控鉆鉚機同多臺自動鉆鉚機或鉆鉚裝置、托架、釘傳遞裝置、真空集屑裝置、傳感控制裝置等組成的計算機集成控制的柔性自動裝菖己系統(tǒng)方向發(fā)展。如波音公司在B一767機翼制造中，采用了由4臺自動裝置機組成的翼粱自動裝配系統(tǒng)潑系統(tǒng)能自動定位零件、自動確定孔位、自動測厚、自動鉆鉚。每個工作循環(huán)只需8秒鐘。

3。自動鉆鉚技術(shù)的發(fā)展趨勢

推行數(shù)字化裝配技術(shù)是飛機制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢，而數(shù)字化裝配技術(shù)離不開先進的自動鉆鉚技術(shù)，但飛機結(jié)構(gòu)裝配中，自動鉆鉚技術(shù)要合理運用。自動化鉆鉚技術(shù)有以下發(fā)展趨勢

（1）在數(shù)字化裝配生產(chǎn)線中，自動化裝配應(yīng)首先（這里不考慮對接）在機身機翼壁板、翼梁等組合件裝配中實現(xiàn)，壁板和翼梁的自動鉆鉚系統(tǒng)同時集成柔性裝配工裝系統(tǒng)，從而實現(xiàn)無型架的柔性、數(shù)字化裝配。對于新發(fā)展的自動裝配項目，自動鉆鉚機配備傳統(tǒng)全自動托架的方案應(yīng)盡量不采用，因為它仍然離不開傳統(tǒng)的型架裝配技術(shù)，與數(shù)字化裝配不協(xié)調(diào)。

（2）大力發(fā)展柔性裝配工裝、自動化的低壓電磁鉚接（磁脈沖鉚接）/全電動鉚接、數(shù)字化定位系統(tǒng)等技術(shù)，為自動鉆鉚技術(shù)在數(shù)字化裝配中的應(yīng)用打下技術(shù)基礎(chǔ)。

（3）在第三級裝配即機身機翼壁板與骨架的裝配中，發(fā)展以機器人為平臺的自動鉆鉚技術(shù)。由于先進飛機結(jié)構(gòu)中采用金屬和復(fù)合材料整體壁板是一種發(fā)展趨勢，所以在第三級裝配中自動鉆鉚/裝配的需求將更迫切。

（4）為發(fā)揮國內(nèi)已引進的自動鉆鉚機的潛力，建議采用以配備半自動托架系統(tǒng)為主的方案進行應(yīng)用。

自動鉆鉚技術(shù)的發(fā)展對于我國大飛機制造行業(yè)的發(fā)展具有重要意義，在實際工作過程中應(yīng)該高度重視這項技術(shù)，當(dāng)前這項技術(shù)在我國飛機制造行業(yè)獲得了廣泛應(yīng)用。今后應(yīng)該不斷加強這方面的研究。

參考文獻

[1]李少波，陳翔鵬.自動鉆鉚技術(shù)的應(yīng)用和無頭鉚釘安裝[J].航空制造技術(shù)，2007（9）.

[2]費軍. 自動鉆鉚技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用分析[J].航空制造技術(shù)，2005（6）.