干涉配合鉚接變形干涉量的測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鉚接技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種干涉配合鉚接變形干涉量的測(cè)量方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 干涉配合鉚接能有效提高鉚接結(jié)構(gòu)疲勞壽命，在飛機(jī)制造領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。干 涉配合鉚接過(guò)程中產(chǎn)生的變形干涉量是衡量鉚接連接質(zhì)量的重要指標(biāo)。但是，鉚接過(guò)程中 產(chǎn)生的變形干涉量分布不均，且位于鉚接結(jié)構(gòu)內(nèi)部，不易準(zhǔn)確測(cè)量。
[0003] 在2010年出版的《航空制造工程手冊(cè)?飛機(jī)裝配》第二版中記載了對(duì)干涉鉚接變 形干涉量的測(cè)量方法包括橫切法和縱切法。橫切法用銑刀將鉚接件逐層銑切至待測(cè)位置， 但是無(wú)法對(duì)鉚接件進(jìn)行全范圍地直觀(guān)觀(guān)測(cè)，也難以發(fā)現(xiàn)鉚釘與鉚接板之間是否存在鉚接間 隙等情況；縱切法沿孔軸線(xiàn)將鉚接板切開(kāi)，取出鉚釘直接測(cè)量鉚釘直徑，但是采用該方法時(shí) 鉚釘取出后存在回彈，測(cè)量結(jié)果不夠準(zhǔn)確。
[0004] 另外，南京航空航天大學(xué)于2012年5月9日申請(qǐng)的發(fā)明專(zhuān)利201210143536.X中 提出通過(guò)對(duì)鉚接加工前后結(jié)構(gòu)相關(guān)參數(shù)的測(cè)量，包括釘桿長(zhǎng)度、釘桿直徑、連接板厚度和緊 固孔直徑等，依據(jù)體積不變?cè)?，?jì)算連接孔內(nèi)釘桿體積，可以計(jì)算得到鉚接變形干涉量， 但是相關(guān)測(cè)量參數(shù)眾多，同時(shí)計(jì)算得到的變形干涉量為平均值，不利于鉚接質(zhì)量的檢測(cè)和 實(shí)際應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明旨在提供一種干涉配合鉚接變形干涉量 的測(cè)量方法，通過(guò)制作合適的鉚接連接件觀(guān)測(cè)試樣，直接采用顯微鏡進(jìn)行觀(guān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鉚釘 各處變形干涉量的精確測(cè)量。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種干涉配合鉚接變形干涉量的測(cè)量方法，其中 鉚接件包括鉚釘和通過(guò)鉚釘連接的上鉚接板和下鉚接板，所述鉚釘與所述上鉚接板、所述 下鉚接板處于干涉配合狀態(tài)，所述測(cè)量方法包括步驟：
[0007] (1)采用線(xiàn)切割方式將所述鉚接件沿所述鉚釘?shù)目v截面切開(kāi)；
[0008] (2)采用鑲塊機(jī)將切開(kāi)的所述鉚接件鑲嵌在碳?jí)K中，保證所述鉚釘與所述上鉚接 板、所述下鉚接板處于干涉配合狀態(tài)，所述鉚接件的剖面位于碳?jí)K的表面內(nèi)；
[0009] (3)采用磨拋機(jī)對(duì)所述鉚接件的剖面進(jìn)行拋光處理；
[0010] (4)利用工具顯微鏡或光學(xué)顯微鏡觀(guān)測(cè)鉚接變形干涉量，并計(jì)算鉚接變形干涉量。
[0011] 在步驟（1)中，線(xiàn)切割的剖切面與所述鉚釘?shù)目v截面之間的最大距離不超過(guò) 0.1mm〇
[0012] 在步驟⑵中，鑲塊的加工參數(shù)為：成型壓力為90~IlObar，溫度為100~130°C， 加熱時(shí)間為8~12分鐘，冷卻時(shí)間為5~7分鐘。
[0013] 優(yōu)選地，鑲塊的加工參數(shù)為：成型壓力為lOObar，溫度為120°C，加熱時(shí)間為10分 鐘，冷卻時(shí)間為6分鐘。
[0014] 在步驟（3)中，首先采用粗粒砂紙對(duì)試樣表面進(jìn)行研磨，加水潤(rùn)滑，然后采用細(xì)粒 砂紙進(jìn)行精磨，采用專(zhuān)用潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑。
[0015] 在步驟（4)中，計(jì)算鉚接變形相對(duì)干涉量，計(jì)算公式為：
[0016] Δ = (di-d)/dX100%
[0017] 其中，△為鉚接變形相對(duì)干涉量，di為鉚接后的鉚釘直徑，d為鉚接前的鉚釘孔直 徑。
[0018] 本發(fā)明通過(guò)制作合適的鉚接連接件觀(guān)測(cè)試樣，直接采用顯微鏡進(jìn)行觀(guān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì) 鉚釘各處變形干涉量的精確測(cè)量。
[0019] 整個(gè)過(guò)程所涉及的實(shí)驗(yàn)儀器簡(jiǎn)單，操作快速，既可全范圍觀(guān)測(cè)鉚接件變形干涉情 況，又能滿(mǎn)足鉚接連接件測(cè)量的精度要求，有效提高測(cè)量的靈活性，實(shí)現(xiàn)全范圍觀(guān)測(cè)，并且 在提高測(cè)量精度的同時(shí)簡(jiǎn)化操作，避免了昂貴測(cè)量?jī)x器的購(gòu)置。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 本發(fā)明的其它特征以及優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述的優(yōu)選實(shí)施方式更好 地理解，其中：
[0021] 圖1示出了鉚接前的鉚釘和上、下鉚接板的示意圖；
[0022] 圖2示出了鉚接后的鉚釘和上、下鉚接板的示意圖；
[0023] 圖3示出了用于根據(jù)本發(fā)明的干涉配合鉚接變形干涉量的測(cè)量方法的鉚接件的 示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 在以下優(yōu)選的實(shí)施例的具體描述中，將參考構(gòu)成本發(fā)明一部分的所附的附圖。所 附的附圖通過(guò)示例的方式示出了能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的特定的實(shí)施例。示例的實(shí)施例并不旨在 窮盡根據(jù)本發(fā)明的所有實(shí)施例?？梢岳斫猓诓黄x本發(fā)明的范圍的前提下，可以利用其他 實(shí)施例，也可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)性或者邏輯性的修改。
[0025] 如圖1-2中所示，圖1示出了鉚接前的上鉚接板1、下鉚接板2和鉚釘3 ;圖2示出 了鉚接后的上鉚接板1、下鉚接板2和鉚釘3,其中上鉚接板1、下鉚接板2和鉚釘3處于干 涉配合狀態(tài)。
[0026] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，首先沿鉚釘3的縱截面將鉚接件切開(kāi)，然后 用碳粉將切開(kāi)一半的鉚接件進(jìn)行鑲塊，使得鉚接件的鉚釘與上、下鉚接板之間干涉配合狀 態(tài)得以固定；然后對(duì)經(jīng)過(guò)鑲塊的鉚接件進(jìn)行表面處理，從而獲得平整光滑的觀(guān)測(cè)表面；之 后，對(duì)鉚接變形干涉量進(jìn)行觀(guān)測(cè)和測(cè)量。
[0027] 鉚接件的切開(kāi)方式為線(xiàn)切割，具體的技術(shù)要求為：線(xiàn)切割的剖切面與鉚釘?shù)目v截 面之間的最大距離小于0. 1mm。
[0028] 鑲塊的工藝對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是已知的，所以這里不再詳細(xì)描述，鑲塊的 技術(shù)要求為：成型壓力為lOObar，溫度120°C，加熱時(shí)間為10分鐘，冷卻時(shí)間為6分鐘。
[0029] 所述的表面處理具體是指拋光或研磨，具體的技術(shù)要求為：對(duì)拋光機(jī)采用單點(diǎn)力 控制，力的大小為5N，首先利用1200目的粗粒砂紙對(duì)試樣表面進(jìn)行研磨，加水潤(rùn)滑，然后采 用細(xì)粒砂紙進(jìn)行精磨，采用專(zhuān)用潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑，研磨時(shí)間均為3分鐘。
[0030] 優(yōu)選地，觀(guān)測(cè)和測(cè)量是選取鉚接件的上、下鉚接板的接合面上方0. 5mm處（位置1) 和下方〇. 5mm處（位置2)進(jìn)行鉚接變形干涉量測(cè)量。
[0031] 實(shí)施例1
[0032] 上鉚接板1、下鉚接板2選取厚度為2mm的2060-T8鋁鋰合金板料，鉚釘材料為鋁 合金2217-T4,鉚釘型號(hào)為NAS 1097AD6-6,釘桿直徑為4. 76mm。采用MPEC自動(dòng)鉆鉚機(jī)進(jìn)行 鉚接加工。鉚接前的制孔按照《航空制造工程手冊(cè)?飛機(jī)裝配》中的干涉配合鉚接要求進(jìn) 行。鉚接過(guò)程中，采用的鉚接力分別為2000daN、2600daN、3200daN和3800daN，各鉚接力下 鉚釘?shù)溺咁^高度的平均值分別為2. 6mm、2. 1mm、I. 8mm和I. 6mm〇
[0033] 每種鉚接力下選取4個(gè)鉚接試樣進(jìn)行變形干涉量的重復(fù)測(cè)量，首先采用線(xiàn)切割方 式將鉚接件沿鉚釘?shù)目v截面切開(kāi)，鉚釘與上、下鉚接板仍處于干涉配合狀態(tài)。
[0034] 采用鑲塊機(jī)對(duì)切開(kāi)的試樣進(jìn)行鑲塊，保證后續(xù)的拋光和觀(guān)測(cè)過(guò)程中鉚釘與上、下 鉚接板仍處于干涉配合狀態(tài)，避免回彈造成測(cè)量結(jié)果的不準(zhǔn)確，鉚接件的剖面位于碳?jí)K4 的表面內(nèi)（即，鉚接件的剖面與碳?jí)K4的表面重合）。
[0035] 采用磨拋機(jī)對(duì)試樣表面進(jìn)行拋光處理，首先粗粒砂紙對(duì)試樣表面進(jìn)行研磨，加水 潤(rùn)滑，然后采用細(xì)粒砂紙進(jìn)行精磨，采用專(zhuān)用潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑，從而獲得平整光滑的觀(guān)測(cè)表面；
[0036] 利用顯微鏡對(duì)鉚接變形干涉量進(jìn)行觀(guān)測(cè)，選取上、下鉚接板的接合面上、下0. 5mm 處（位置1、位置2)進(jìn)行鉚接變形干涉量測(cè)量。為了便于對(duì)不同直徑鉚釘?shù)母缮媪窟M(jìn)行比 較，通常使用相對(duì)干涉量，計(jì)算公式為：
[0037] Δ = (di-d)/dX 100%,
[0038] 式中：Δ為相對(duì)干涉量；di為鉚接后的鉚釘直徑，mm ;d為鉚接前的鉚釘孔直徑， mm〇
[0039] 各試樣的變形干涉量測(cè)量結(jié)果如表1所示：
[0040] 表 1 [0041 ]
[0042] 對(duì)鉚釘變形干涉量進(jìn)行全范圍觀(guān)測(cè)，鉚接件中存在的缺陷情況如表2所示：
[0043] 表 2
[0044]
[0045] 本發(fā)明通過(guò)制作合適的鉚接連接件觀(guān)測(cè)試樣，直接采用顯微鏡進(jìn)行觀(guān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì) 鉚釘各處變形干涉量的精確測(cè)量。
[0046] 整個(gè)過(guò)程所涉及的實(shí)驗(yàn)儀器簡(jiǎn)單，操作快速，既可全范圍觀(guān)測(cè)鉚接件變形干涉情 況，又能滿(mǎn)足鉚接連接件測(cè)量的精度要求，有效提高測(cè)量的靈活性，實(shí)現(xiàn)全范圍觀(guān)測(cè)，并且 在提高測(cè)量精度的同時(shí)簡(jiǎn)化操作，避免了昂貴測(cè)量?jī)x器的購(gòu)置。
[0047] 以上已揭示本發(fā)明的具體實(shí)施例的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)，然而可以理解，在本發(fā) 明的創(chuàng)作思想下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)上述公開(kāi)的各種特征和未在此明確示出的特征 的組合作各種變化和改進(jìn)，但都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。上述實(shí)施例的描述是示例性的而 不是限制性的，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求所確定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種干涉配合鉚接變形干涉量的測(cè)量方法，其中鉚接件包括鉚釘和通過(guò)鉚釘連接的 上鉚接板和下鉚接板，所述鉚釘與所述上鉚接板、所述下鉚接板處于干涉配合狀態(tài)，其特征 在于，所述測(cè)量方法包括步驟： (1) 采用線(xiàn)切割方式將所述鉚接件沿所述鉚釘?shù)目v截面切開(kāi)； (2) 采用鑲塊機(jī)將切開(kāi)的所述鉚接件鑲嵌在碳?jí)K中，保證所述鉚釘與所述上鉚接板、所 述下鉚接板處于干涉配合狀態(tài)，所述鉚接件的剖面位于碳?jí)K的表面內(nèi)； (3) 采用磨拋機(jī)對(duì)所述鉚接件的剖面進(jìn)行拋光處理； (4) 利用工具顯微鏡或光學(xué)顯微鏡觀(guān)測(cè)鉚接變形干涉量，并計(jì)算鉚接變形干涉量。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的干涉配合鉚接變形干涉量的測(cè)量方法，其特征在于，在步驟 (1) 中，線(xiàn)切割的剖切面與所述鉚釘?shù)目v截面之間的最大距離不超過(guò)〇. 1_。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的干涉配合鉚接變形干涉量的測(cè)量方法，其特征在于，在步驟 ⑵中，鑲塊的加工參數(shù)為：成型壓力為90~IlObar，溫度為100~130°C，加熱時(shí)間為8~ 12分鐘，冷卻時(shí)間為5~7分鐘。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的干涉配合鉚接變形干涉量的測(cè)量方法，其特征在于，在步驟 (2) 中，鑲塊的加工參數(shù)為：成型壓力為lOObar，溫度為120°C，加熱時(shí)間為10分鐘，冷卻時(shí) 間為6分鐘。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的干涉配合鉚接變形干涉量的測(cè)量方法，其特征在于，在步驟 (3) 中，首先采用粗粒砂紙對(duì)試樣表面進(jìn)行研磨，加水潤(rùn)滑，然后采用細(xì)粒砂紙進(jìn)行精磨，采 用專(zhuān)用潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑。6. 根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的干涉配合鉚接變形干涉量的測(cè)量方法，其特征 在于，在步驟（4)中，計(jì)算鉚接變形相對(duì)干涉量，計(jì)算公式為： A = (di-d)/dX100% 其中，A為鉚接變形相對(duì)干涉量，di為鉚接后的鉚釘直徑，d為鉚接前的鉚釘孔直徑。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種干涉配合鉚接變形干涉量的測(cè)量方法，其中鉚接件包括鉚釘和通過(guò)鉚釘連接的上鉚接板和下鉚接板，所述鉚釘與所述上鉚接板、所述下鉚接板處于干涉配合狀態(tài)，其中所述測(cè)量方法包括步驟：(1)采用線(xiàn)切割方式將所述鉚接件沿所述鉚釘?shù)目v截面切開(kāi)；(2)采用鑲塊機(jī)將切開(kāi)的所述鉚接件鑲嵌在碳?jí)K中，保證所述鉚釘與所述上鉚接板、所述下鉚接板處于干涉配合狀態(tài)，所述鉚接件的剖面位于碳?jí)K的表面內(nèi)；(3)采用磨拋機(jī)對(duì)所述鉚接件的剖面進(jìn)行拋光處理；(4)利用工具顯微鏡或光學(xué)顯微鏡觀(guān)測(cè)鉚接變形干涉量，并計(jì)算鉚接變形干涉量。
【IPC分類(lèi)】G01B11/16, G01B11/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105091752
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510562563
【發(fā)明人】余海東, 鄒成, 戚文剛, 張虎翼, 鄭斌, 王迅
【申請(qǐng)人】中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司, 上海飛機(jī)制造有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年9月7日