啄钻在飞机装配中的应用与维护

　　摘 要：本文通过波音737尾段项目生产中的应用实例，对啄钻的结构、使用方法和型号选择、维护等作以简单介绍，结合生产实践论述了啄钻在民机装配生产中的具体应用，为推广使用啄钻及先进工具和工艺方法提供一些经验。
　　关键词：啄钻;飞机装配;应用
　　 在飞机装配中，制孔方法主要有两种：一种是使用风钻手动进行的制孔;另一种是使用精加工动力头进行制孔。前者操作简单，一般用于铆钉、高锁螺栓等紧固件孔的钻制，对比较厚或者难于加工的材料往往受人力限制且在制孔工作量较大时，质量得不到可靠保证;后者主要是对关键部位的接头孔进行加工，可以严格保证制孔质量。在波音737飞机尾段装配中，为了获得足够的结构强度，部分位置大量采用了高锁螺栓。由于材料软硬层叠，厚度、孔径大，精度高，给钻孔工作带来很大困难，啄钻的应用主要就是为了解决这一类问题。
　　1 啄钻
　　 啄钻是自动进给钻的一种，其名称是根据英文原名Peck Drill直译而来的，很形象的表明了该种钻机的工作形式。普通自动进给钻在工作时一直向前进给，直至穿透工件完成孔的钻制，而啄钻则在此基础上改进了进给机构和进给方式，由单一的一直向前进给变为往返式啄动进给。即在设定的进给量和啄动效率下，来回往返运动，每次向前进给一定量，逐渐推进，直至达到设定行程或穿透工件完成制孔。
　　2 啄钻加工优缺点
　　 与传统钻孔相比，往返式啄动进给具有改善排屑，解决了同时钻软硬层叠材料的难题，一次完成深孔高精孔加工的优点;往返式啄动完成每次啄动进给量（切削量）之后回程时将大部分切屑带出，从根本上解决了制孔过程中的排屑问题，避免金属切屑在孔内对孔壁造成划伤，改善孔壁质量;每次切削后的回程也使刀具得到完全的冷却，在避免切削产生热量造成切削性能下降，延长了刀具的使用寿命，同时恒定的钻孔速度也保证了深孔高精孔的加工质量。
　　 啄钻加工具有明显优势的同时也存在一定的缺点，一方面啄钻加工的效率较低，不适合产品高速率生产;另一方面，啄钻的制造技术为国外垄断，啄钻及其配件的价格昂贵。
　　3 啄钻在飞机装配中的应用
　　 由于啄钻特殊的进给方式，主要适用于厚度较大的难加工材料，如钛合金、钢件等，以及多层材料中包括较硬材料与较软材料的情况，如钛合金和铝合金，可以避免硬料切屑对软料进行切削，导致出现软料部分孔径超差，而硬料部分满足尺寸要求的现象。
　　 但是，由于啄钻特殊的进给方式，往复运动的空程需占用一定时间，导致制孔时间较长。虽然可以通过调大进给量、降低啄动频率来缩短制孔时间，但会引起孔壁质量下降。在实际生产中应针对不同情况通过反复试验选择两者之间的最佳平衡点，以尽可能短的时间制出满足精度要求的孔。
　　3.1 啄钻初始设置
　　 将卡盘连接到啄钻主轴上，装夹钻头，初步夹紧，然后安装前端并夹紧钻头，拧紧钻套，在前端套上护罩。
　　 在对啄钻进行设置前用内六角扳手打开啄钻后部外盖、液压单元（Hydraulic Unit）的端盖以及啄动频率调节旋钮（Peck Timer Knob）的外盖。
　　3.1.1 液压单元的设置
　　 液压单元的功能是通过液压机构对啄钻的进给量进行调节。其值越小，进给量越大，孔壁质量越差。
　　 首先将液压单元调节旋钮旋转到0。向前推动行程杆（Thrust Bar）直至钻尖大约与钻套齐平为止;松开作动支架（Reaction Bracket）上的止动螺钉（Lock Screw），将作动螺杆（Back Stop Screw）拧到与作动阀（Motor Valve）接合的位置。作动螺杆和作动阀的作用是在一次啄动完成后，主轴退回时带动作动螺杆返回撞击作动阀，启动下一次啄动。调整后务必重新拧紧止动螺钉。
　　 在该步骤中，向前推动行程杆会导致啄钻行程缩短，可能小于零件厚度，无法钻透，所以应尽量避免调整行程杆。实际生产时使用了可调前端，通过调整前端长度达到相同目的，省略此步骤，避免缩短行程。
　　3.1.2 止动块
　　 向前推动行程杆直至钻尖距离零件大约1/8英寸（3.175mm），然后调整快进螺杆（Rapid Advance Rod）直至止动块与液压杆接合为止。此时行程杆的位置即为整个啄动行程的起点，并由止动块加以固定。要注意的是，钻尖与工件的距离不能够小于1/8英寸（3.175mm）。因为啄钻需要一定的空程进行首次啄动，然后逐渐进给。如果距离太短，会使刀具在首次啄动中就切削到工件并试图完成该次进给，表现为启动后一直向前进给切削，不进行啄动。
　　3.1.3 设定行程终点
　　 设定行程起点后，需设定行程终点。测量出钻头必须经过的距离（即工件厚度）。保持行程杆仍在上一步所设定的起点位置，由行程杆的端面量起，将深度螺杆锁紧螺母设定在工件厚度加大约1/16英寸（1.5875mm）的位置。
　　3.1.4 液压单元回程设定
　　 要钻制高质量的孔，液压单元回程设定（Set Back）值的大小是很关键的参数。通常情况下，0.006英寸的回程设定就足够了。然而，如果工装存在偏差，那么有必要增加这个数值以确定再次接触零件之前钻尖的进给是可控的。
　　3.1.5 调整啄动频率
　　 开动啄钻，记录其每分钟啄动的次数，据此调整啄动频率调节旋钮，使啄动频率为大约每分钟60次。液压单元20、啄动频率60为系统默认值，基本适用于所有情况并能保证制孔质量，我们也通过对试验件的试切比较验证了这一点。但在实际使用时可以在此基数上适度调整以适应不同情况及要求。
　　3.2 啄钻的精调
　　 在啄钻进行初始设置之后，须进一步精调以在尽可能短的时间内得到最佳質量的孔。通常有以下原则：

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