飞机外表面故障分析与改进
[摘 要]对飞机外表面故障进行分类，查找造成各类故障的原因，进行深入的探讨，通过持续多架次的跟踪，制定相应的改进措施，以达到减少故障条数、提高飞机外表面质量的目的。
[关键词]故障种类 原因分析 解决措施
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）13-0070-01
1 故障种类
飞机外表面故障主要分为划伤及磕碰伤、蒙皮和口盖对缝间隙不均匀、埋头铆钉钉头高、涂胶质量差四类。
2 原因分析
2.1 划伤及磕碰伤
飞机外表面组件主要由前中段上板件、前中段下板件、后段上板件、后段左右侧板件、后段下板件等6个大的壁板组件组成，外表面划伤及磕碰伤主要是飞机在壁板组件在以下几个过程中造成：壁板组件时，蒙皮安装、定位时，由于卡板内表面没有保护，造成蒙皮表面的划伤及磕碰伤；壁板组件在下架、总装上架吊运过程中由于吊挂的钢索与蒙皮接触的部位没有保护，造成蒙皮表面的划伤及磕碰伤；蒙皮表面钻孔、划窝时，钻头、划窝钻套没有保护，造成钉孔周围蒙皮表面划伤；铆接铆钉时，由于铆抢与钉孔不垂直或铆钉顶杆处顶铁不到位，造成造成钉孔周围蒙皮磕伤。
2.2 蒙皮和口盖对缝间隙不均匀
飞机外表面蒙皮纵横对缝较多，间隙要求1.5～2mm，大小口盖20多个，间隙要求在0～1mm，间隙不均匀主要有以下几个因素：
2.2.1 飞机蒙皮横向对缝主要以0、4、9、14、18长桁中心为修合基准，长桁为π型，宽度79mm，上下蒙皮各搭接38.75mm，中间留1.5mm间隙，两侧各有一排铆钉，铆钉距蒙皮边缘9mm，修合时划线没有合适的工具，通常用卡尺、自制划线器，由于没有基准，需要手工操作，修合时采用铣轮或切割锯，对缝长度大多在5米以上，人为控制直线度难度较大；而纵向对缝修合时现将前面蒙皮按专用划线卡板修合，后面以前面蒙皮边缘为基准划线，修去切割线即可保证纵向间隙，加之蒙皮对缝长度大多在1.5米以内，直线度较好。
2.2.2 口盖设计要求理论间0～1mm，实际装配中由于操作者担心间隙超差，部分口盖几乎没有间隙。
2.3 埋头铆钉钉头高
飞机外表面蒙皮连接用铆钉主要是90°和100°埋头铆钉，按氣动外缘公差及表面质量技术条件要求，Ⅱ区的埋头铆钉凸出量为0.02～0.2mm，90°埋头铆钉的凸出量比较容易控制，而100°埋头铆钉4A1-211-d×L由于钉盖厚度加工阶段控制较差，导致铆接后铆钉凸出量经常超差。
4A1-211-d×L的铆钉分布在54框前到61框后，左右9～14长桁之间。（导流器安装区域除外）
经现场测量，4A1-211-d×L钉盖外外缘厚度为0.1±0.05mm，实测铆钉4A1-211-5×10 、-5×11的厚度大多在0.15～0.3之间，不合格率在60%以上。而4A1-211-4×L 的钉盖厚度在0.2以下，基本符合要求。
按技术标准划窝后，4A1-211-5×10 、-5×11铆钉凸出量有30%不合格，超出0.20mm的上限。
2.4 涂胶质量差
飞机外蒙皮对缝、口盖非常多，按设计图纸附注要求均应涂敷XM-33密封剂，口盖涂敷XM-60密封剂，常见故障有：蒙皮对缝涂胶宽度不一，涂胶部位有气泡、凹陷，表面不平整； 口盖内口框涂胶厚度不均匀，导致口盖外表面阶差较大；涂胶表面缺乏保护，沾有铝屑等多余物。
3 解决措施
3.1 划伤及磕碰伤的预防
针对蒙皮上下架、钻孔、铆接时造成的划伤及磕碰伤，制定以下措施：蒙皮上架，在壁板组合工装进行定位时，用白色胶布在外卡板内侧进行保护；对于吊挂与壁板蒙皮接触的部位，更改工装形式，将钢索改为纤维吊带，无法改吊带的必须将钢索外部进行保护；对于钻孔时造成孔边缘造成的划伤，要求操作者在钻头根部进行保护；对于铆接时由于配合不当造成的磕伤，进行专项实际操作培训，考试合格后方可重新上岗，还有铆接窝头不合适及时改进，重新进行标准化设计、加工，施铆合格才能在正式产品上铆接，彻底解决铆钉窝头制造粗放、使用粗放的的无序场面。
3.2 蒙皮和口盖对缝间隙不均匀的控制
为解决蒙皮对缝间隙不均匀的问题，申请刚性、直线度较好的专用划线样件，并在装配指令中明确修合蒙皮对缝间隙时必须按理论间隙的下限1.5mm进行，均以长桁轴线为基准。
口盖间隙不均匀的问题主要通过在技术文件要求增加实测间隙的记录及口盖装配后增加三级检查，由班长、工长、检验组成，多层把关，确保口盖间隙满足设计技术条件的要求。
3.3 埋头铆钉钉头高的控制要求
3.3.1 对4A1-211-d×L的制造单位进行源头控制，严格控制钉盖厚度0.1±0.05的尺寸要求，同时进行相关生产设备的改进、改造，提高铆钉钉盖厚度的合格率。
3.3.2 在铆钉划窝阶段进行检查，每划完10个窝，用窝量规及相应的铆钉进行试窝。在铆接完成后用千分垫进行检查，不合格的及时排除。
对于在部件或后续交付阶段提出的钉盖高且无法更换的按相应的生产说明书要求，当钉窝尺寸合格而钉头凸出量超出专用技术条件规定的铆钉，可用风动铣铣平至规定尺寸，并在铆钉头涂与蒙皮表面相同的颜色的漆层。
3.4 涂胶质量差的改进及预防
3.4.1 组织技术人员对操作者进行技术文件的讲解，对密封剂的涂敷要求及修复要点进行说明，并现场张贴图片。
3.4.2 申请专用刮胶勺，使对缝胶外表面平整、光滑，材料为铝或铝合金，也可用其他非金属材料制造：
3.4.3 口盖涂敷XM-60胶的工艺流程：
口盖、口框涂敷密封材料表面的清洗→非涂胶部位的保护→密封胶XM-60的涂敷→修补→隔离涂料HL04-1025H的涂敷
3.4.4 密封胶XM-60的涂敷（温度15～30℃ ，相对湿度40%～70%）
（1）用细白布包脱脂棉蘸少许偶联剂KH550均匀地涂于已清洗干净的口框表面。
（2）保持30-45分钟。
（3）在口框上密封部位涂敷一定量的XM-60胶，用刮刀沿一个方向将密封剂刮涂均匀。
注：胶层宽度应等于口框的宽度， 胶层厚度应能保证口盖盖上后与蒙皮无阶差；涂胶应均匀，并完全覆盖口框需密封表面，无缝隙，无气泡且光滑。
（4）拆除螺钉，盖上口盖，上紧螺钉或者盖上口盖，上锁。
（5）撕掉口盖、口框上的胶纸带。
（6）刮刀清除多余的密封胶，并用细白布包脱脂棉蘸化学纯丙酮将残留密封胶和脱模剂清洗掉。
注： 整个过程应在XM-60的活性期内（4小时）完成。
3.4.5 修补
（1）在密封剂硫化期终了，打开口盖。（密封剂活性期4小时、不粘期24小时和硫化期72小时）
（2）在缺胶部位或无压痕部位用120目以上砂纸打磨出密封剂新鲜表面，其边缘应自然无突起。
（3）用细白布包脱脂棉蘸120#汽油将打磨处及其周围清洗一遍，再用细白布包脱脂棉蘸化学纯丙酮清洗。
4 结束语
飞机外表面故障的预防及改进措施实施后，外表面故障相比以前架次呈逐步下降趋势，飞机外表面质量明显提高。后续我们将对飞机外表面故障中存在一些典型问题进行分类，对这些问题的深入分析，了解了产生问题的深层次原因，并在工艺方法、设计方面进、防护方法等加以改进，最终大幅减少影响飞机外部质量的问题，制造出用户满意度更高的合格成品。