飞机前起落架缓冲支柱加工工艺分析论文
摘要：键联接是飞机前起落架缓冲支柱纠偏机构的关键重要固定方式，为保证缓冲支柱纠偏机构中键联接的精准、可靠，应保证外筒与凸轮上键槽加工的尺寸及几何公差满足要求。通过分析装配结构特点和尺寸要求，提出了在外筒上先加工键槽，然后在凸轮上配制键槽；在外筒和凸轮分别单独加工键槽；在外筒上加工键槽时留有余量，再与凸轮装配后配加工键槽到尺寸等3种加工工艺。根据零件结构特点、装配顺序需要及加工资源和加工经验，通过制作装配辅助加工夹具，使用预留余量，装配调整固定装配关系的加工方案，经实际加工验证，解决了飞机前起落架缓冲支柱键联接方式配加工难题。
关键词：键联接；飞机前起落架缓冲支柱；纠偏机构；外筒；凸轮；配加工；装配辅助加工夹具
起落架是飞机起飞和着陆系统的关键部件，主要用来保证飞机在地面的灵活运动，减轻飞机着陆撞击与颠簸等［1-3］。飞机起落架包括前起落架和主起落架。前起落架有转弯功能，通过前起落架缓冲支柱的转弯机构实现飞机转弯功能。转弯机构主要包括转弯作动筒、转弯卡箍、扭力臂组件及纠偏机构（上、下凸轮）等。飞机发出转弯指令后，转弯作动筒输出转弯力矩，通过转弯卡箍、扭力臂组件传递给固定在活塞杆上的机轮，从而实现转弯动作。纠偏机构一般在前起落架离地后工作，其原理是支柱内的气压作用使活塞杆相对外筒伸出，带动其上固定的上凸轮与外筒上固定的下凸轮进行啮合，由于上下凸轮的啮合面为螺旋面，所以可以将伸出力转换为活塞杆与外筒的相对旋转力，直至活塞杆方向纠正至中立位置。
一、端面键槽结构特点。
某飞机前起落架缓冲支柱的下凸轮与外筒的固定方式，由以往的螺栓固定更改为4个矩形键固定，这是出于纠偏机构要承受较大扭矩的需要，也是以往成熟型号中从未采用过的新固定形式［4－7］。其具体要求是：产品依靠上、下凸轮的型面啮合，来保证产品外筒悬挂轴轴线与装配在活塞杆上的轮轴轴线满足平行度≤0.3mm的要求。
其平行度可通过固定上凸轮，调整下凸轮与外筒相对位置的方法来保证，定好凸轮位置后，需要在下凸轮与外筒的端面加工4个键槽，用键对下凸轮与外筒进行固定。4个键装配好后，既要保证下凸轮和外筒可靠连接，同时还应保证外筒悬挂轴相对于活塞杆轮轴平行度满足要求，因此4个键的装配质量是保证缓冲支柱纠偏机构正常工作的关键［8－15］。
二、零件尺寸及装配要求。
活塞杆迹罚埃龋箍字嵯哂胪馔采隙叉迹担埃龋钢嵯叩钠斜在100mm长度上≤0.3mm，键槽宽12Hg。装配要求键应能同时装入下凸轮、螺母1和外筒上的键槽，并止动在下凸轮的端面上。
三、工艺方案的确定。
经过仔细研究图样后，初步确定如下3种工艺方案。
1、通过外筒上已加工好的键槽配加工下凸轮键槽。
首先，将外筒上的4处键槽加工到位；然后，将装有上凸轮的活塞杆组件、下凸轮装到外筒中，并将螺母1拧紧在外筒的螺纹上，通过螺母2的拧入量顶紧下凸轮进行平行度的调整（保证产品外筒悬挂轴相对活塞杆上轮轴的平行度≤0.3mm）；最后，确定下凸轮的位置，通过外筒上已加工好的4个键槽为基准配铣下凸轮上的键槽。
此方案的弊端是螺母2装配在外筒上后无法直接观察到下凸轮，缓冲支柱平行度调整好后，无法直接在下凸轮上作相对位置标记（即待加工的下凸轮上四键的位置相对于外筒四键的位置），只有将螺母1和螺母2拆卸下来方能进行标记，在分解过程中无法保证下凸轮与外筒的相对位置不变。
2、直接按图样要求将外筒和下凸轮上的键槽加工好。
此方案的弊端是外筒及下凸轮零件加工时，将键槽尺寸加工到位后，由于尺寸公差累积会导致外筒及下凸轮键槽无法对准，应留锉修量以保证键槽对准。如果所留锉修量过小，可能致使4个键槽无法全部对正，产生超差；如果锉修量留得过大，因为外筒是高强度钢，将非常不经济。
3、机械加工将外筒四键宽度尺寸12Hg加工到10＋0.050mm，深度尺寸加工至成品尺寸。外筒，上、下凸轮及活塞杆等零件装配状态如图3所示。将上述装配好的产品及工装一起装夹到试验夹具上，调整缓冲支柱平行度至设计要求的范围后，将外筒组件和下凸轮用专用工装固定送往机械加工，配加工下凸轮键槽宽度尺寸12Hg至11.95＋0.08＋0.03mm，深度尺寸加工至成品尺寸。将加工好的下凸轮及外筒重新装配，测量缓冲支柱平行度，锉修外筒、下凸轮键槽槽宽尺寸至12Hg。
四、配加工流程。
1、配加工流程图。
2、配加工步骤。
配加工步骤如下。
（1）协调机械加工将外筒键槽尺寸加工至10＋0.050mm，深度尺寸加工至成品尺寸。
（2）装配缓冲支柱及定位工装。
在装配时，注意上、下凸轮应按配套标记方向进行装配。
（3）将缓冲支柱安装在检测平台上。拉动活塞杆使上、下凸轮处于啮合状态，然后拧松定位工装四周的螺母。拉动活塞杆处于全伸长状态，并在保持活塞杆全伸展的状态下同时调整活塞杆的周向位置，以保证活塞杆迹罚埃龋箍字嵯哂胪馔采隙叉迹担埃龋钢嵯叩钠斜在100mm长度上≤0.3mm。
（4）按上一步骤调完平行度后，通过定位工装将下凸轮压紧在外筒孔口端面上，同时保持活塞杆不发生旋转，拧紧工装四周的螺母。
（5）将缓冲支柱从平台上分解下来，安装到凸轮定位钻孔固定夹具上。
（6）将定位工装上的工艺键装在外筒的键槽处（注意：选择较紧的键装入对应键槽中并做标记），通过工装上的`压紧螺钉将工艺键固定。
（7）通过安装在工艺键上的钻套，在下凸轮上划窝。
（8）分解缓冲支柱及定位工装，将下凸轮重新装入到外筒中，装上定位工装，保证下凸轮划窝处与工艺键上的螺纹孔对正后，拧紧工装四周的螺母以压紧下凸轮。
（9）将工步7中的迹矗恚砑庸赏孔，然后通过拧紧螺钉将工艺键固定在下凸轮上。
（10）旋转缓冲支柱，通过安装在工艺键上的钻套在剩余两键槽处钻通孔迹常2mm，并扩至迹矗恚恚蝗缓笸ü拧紧螺钉将工艺键固定在下凸轮上。
（11）将下凸轮从外筒上分解下来，并清理干净外筒孔口的切屑。
（12）将工艺键通过拧紧螺钉固定在下凸轮上，与外筒一起在机加厂配加工键槽10＋0．050mm至11．95＋0.08＋0.03mm，深度尺寸加工至成品尺寸。此时，外筒以及下凸轮键槽的尺寸未加工到位，有0.01——0.06mm的余量。留此余量的目的在于排除零件装夹过程中产生的误差。
五、结语。
通过分析产品结构，选择合理的配加工方案与工艺流程，制作相应的辅助工装，掌握了采用四键联接固定外筒与凸轮位置这一新的键联接方式的配加工方法。
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