從波音飛機(jī)緊固件學(xué)習(xí)鉚接連接工藝

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一．常用緊固件類型   

# }  D) j* B) b 1. 可拆除緊固件
       普通螺栓、螺絲、螺帽、墊圈等。其中桿部有光桿和螺紋的稱為螺栓，而桿部為全螺紋的稱為螺絲。     2. 不可拆除緊固件
/ n0 Z4 D1 V* H' H       實(shí)心鉚釘、拉鉚釘、拉螺栓、鎖螺栓、內(nèi)六角驅(qū)動(dòng)螺栓（Hi-Lok）、托板螺帽等。     緊固件還可以按材料分類（鋁合金，合金鋼，不銹鋼，鈦合金等），按頭型分類（凸頭和埋頭），按受力類型分類（抗拉，抗剪），按孔徑分類（標(biāo)準(zhǔn)級(jí)，加大一級(jí)，加大二級(jí)等）。   
二．緊固件代碼
  d; ]3 l5 X8 |3 D6 i6 G6 u( v    波音飛機(jī)使用的航空緊固件代碼是一種規(guī)范標(biāo)識(shí)，基本構(gòu)成如下：
1. 緊固件代碼左上角的1~3個(gè)字母為緊固件基本代碼，與服務(wù)通告中每個(gè)圖上出現(xiàn)的字母代碼互相一致，在這種情況下，每一份服務(wù)通告，甚至同一份服務(wù)通告中不同的圖，會(huì)規(guī)定緊固件代碼；另外一種情況是服務(wù)通告并沒有規(guī)定緊固件代碼，這種緊固件代碼是真正的標(biāo)準(zhǔn)代碼，通常出現(xiàn)在波音生產(chǎn)圖紙中，它與結(jié)構(gòu)修理手冊中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)代碼是一致的。
2. 緊固件代碼右上角的1~2位數(shù)字為直徑代碼，對普通螺栓和螺絲是以1/16in為單位，對鉚釘和Hi-Lok是以1/32in為單位。例如，對普通螺栓和螺絲，右上角的數(shù)字為6，則表明該螺栓或螺絲的公稱直徑為6/16=3/8in；而對于鉚釘和Hi-Lok，右上角的數(shù)字為6，則表明該鉚釘或Hi-Lok的公稱直徑為6/32=3/16in。因此，只有明確了緊固件的類型之后，才能確定緊固件代碼右上角1～2位數(shù)字所代表的緊固件公稱直徑。
3. 緊固件代碼右上角的字母  
    N(near)或F(far)代表的是緊固件安裝方向。具體到某一視圖中，標(biāo)N的緊固件要將其制造頭一端安裝在視圖近邊，即圖中實(shí)線一側(cè)，標(biāo)F的緊固件要將其制造頭一端安裝在視圖遠(yuǎn)邊，即圖中虛線一側(cè)。如果沒有特殊標(biāo)注N或F，可根據(jù)具體安裝位置的要求，從氣動(dòng)光滑型、緊固件是否干涉其他零件等方面來確定。在既沒有標(biāo)注N或F，又無法根據(jù)安裝位置要求來確定螺栓安裝方向時(shí)，盡可能地將螺栓頭朝上或朝前安裝。
) q! @8 u0 q5 ^( S4. 緊固件代碼右下角的1~2位數(shù)字為夾緊長度代碼。不分緊固件類型，夾緊長度均以1/16in為單位，但夾緊長度與緊固件頭型有關(guān)。
+ _" y) ~" w: r; Z0 w2 a, E       ● 對凸頭緊固件，夾緊長度指其光桿部分的長度，以1/16in為單位，不包括 制造頭部分和螺紋部分。
       ● 對埋頭緊固件，夾緊長度指其光桿和頭部的長度，以1/16in為單位，不包括螺紋部分。  
三. 緊固件件號(hào)
& b$ T- M' H  h+ L/ t# ?: c* W標(biāo)準(zhǔn)件緊固件件號(hào)采用的有波音公司標(biāo)準(zhǔn)（BAC），美國航空標(biāo)準(zhǔn)（NAS），美國海軍標(biāo)
$ j0 \* Q* Q( j0 {準(zhǔn)（AN），美國軍標(biāo)（MS）等。     
  f2 G4 p) z3 t$ G5 N/ z1. 常用螺栓，  
" |: t) K; ?" H  E$ W" O0 ]+ q# ?       Hi-Lok件號(hào)的前綴一般為：BACB30，NAS6603-6620，NAS6703-6720，NAS8702-8716等。
" G  D9 n. V- G( P  l7 @2. 常用螺絲件號(hào)的前綴一般為：BACS12，NAS514，NAS563，AS600-606等。     
: q! Y2 \5 b% G/ S! |0 K" r3. 常用實(shí)心鉚釘件號(hào)的前綴一般為：BACR15，MS20426，MS20427等。     
9 h) o* v, q7 J6 X: c9 k4. 常用螺帽件號(hào)的前綴一般為：BACN10，NAS1804，NAS1805等。   
5. 常用墊片件號(hào)的前綴一般為：BACW10，AN960，NAS549等。
% ^9 y- Y( T, G5 R  S, G    緊固件件號(hào)中的數(shù)字和字母組合隱含了緊固件標(biāo)準(zhǔn)、頭型、材料、鍍層、公稱直徑、夾緊長度、耐熱性能等多方面信息。     例如，NAS6706U8  
    這個(gè)件號(hào)，標(biāo)明了這是一種滿足美國航空標(biāo)準(zhǔn)（NAS）的六角凸頭螺栓（數(shù)字67），公稱直徑為6/16=3/8in（06），材料為A286不銹鋼并經(jīng)過鈍化處理（U），夾緊長度為8/16=1/2in（8），最高耐熱溫度1200華氏度。     再比如，BACB30US5K18X  
& t2 R2 K1 F4 \* C' N; A    標(biāo)明了這是一種滿足波音螺栓標(biāo)準(zhǔn)（BACB30）的12棱梅花型凸頭（US）加大一級(jí)（X）螺栓，公稱直徑為5/16+1/64 in（5，X），材料為因康鎳718鍍鎘并經(jīng)過鈍化處理，還進(jìn)行了鍍鋁層處理（K），夾緊長度為18/16=1 1/8in（18），最高耐熱溫度350華氏度。（）中的內(nèi)容是所舉的緊固件件號(hào)例子中的數(shù)字或字母。件號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)件的緊固件，在波音標(biāo)準(zhǔn)件手冊（D-590, Boeing Part Standard）中給出了其相應(yīng)的頭型、材料、鍍層、公稱直徑、夾緊長度、耐熱性能、合格的生產(chǎn)廠家等內(nèi)容。   
四． 螺栓的安裝和夾緊長度的調(diào)節(jié)
     螺栓安裝需要根據(jù)孔的疊加層厚度，通過安裝墊圈來調(diào)節(jié)夾緊長度，以保證螺栓的正確安裝。同時(shí)墊圈也能起到防腐作用，以及保證在擰緊螺栓時(shí)，不損壞被連接的零件。墊圈按材料分鋁墊圈和不銹鋼墊圈等，按形狀分平墊圈、帶埋頭飛機(jī)零窩墊圈和自調(diào)整墊圈等。      除非有特殊注明，螺栓夾緊長度的調(diào)節(jié)須遵循以下原則：
     1. 一般原則是，一個(gè)螺栓最多使用3個(gè)墊圈，一般要求是將1個(gè)帶埋頭窩的墊圈安裝在螺栓頭下，以避免螺栓頭與光桿之間的鐓造圓角與緊靠螺栓頭的飛機(jī)零件孔的棱角相干涉； 將1～2個(gè)平墊圈安裝在螺帽下面。
     2. 如果被連接的飛機(jī)零件上的螺栓孔在靠近螺栓頭一側(cè)的孔本身有特殊倒角，則不必在螺栓頭下安裝帶埋頭窩的墊圈。
. `7 f/ `2 J6 L+ \0 C     3. 螺栓、墊圈和螺帽安裝后，一般要求螺栓螺紋端頭的倒角露出螺帽，如果螺紋端頭沒有倒角，則要求螺栓螺紋露出螺帽至少1牙螺紋(1/32in)。
     4. 螺帽不能騎在螺栓光桿上，即螺帽不能騎在螺栓螺紋靠近光桿一端的那一牙不完整螺紋上。
     5. 除非是全螺紋的螺絲，或者靠近螺帽一端的零件的厚度大于0.093in，螺栓一般不
& s9 C, k" ]% o- s- o( E允許其螺紋進(jìn)入到孔內(nèi)。如果靠近螺帽一端單層零件的厚度大于0.093in，最大允許螺栓的螺紋伸進(jìn)孔內(nèi)靠近螺帽一端單層零件厚度的25%,厚度大于0.093in的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件最多允許螺紋伸進(jìn)孔內(nèi)2牙螺紋。
: e' F- T( v" P" T     6. 考慮到防腐要求，對用于調(diào)節(jié)夾緊長度的平墊圈的材料也有要求，最簡單的方法是用和工作文件要求的平墊圈件號(hào)一致的墊圈。
( G( M4 L; V3 ~5 E" {. q     7.螺栓安裝需要使用勾尺(單位:1/16in)來測量螺栓孔的深度和螺栓的夾緊長度，并按需要使用墊圈來調(diào)節(jié)夾緊長度。   
五. 螺帽和螺栓安裝扭矩
4 Y" f/ z0 D. Z" L  P) |    如果工作文件中已注明扭矩值，則以注明的扭矩值為準(zhǔn)。所有與飛機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的服務(wù)通告在施工說明最前面都有一個(gè)注釋：螺帽和螺栓的扭矩值參考結(jié)構(gòu)修理手冊（SRM）51章。在這種情況下，可以查閱對應(yīng)機(jī)型的結(jié)構(gòu)修理手冊 SRM 51章來獲得扭矩值。另外，在飛機(jī)維護(hù)手冊（AMM）、波音標(biāo)準(zhǔn)大修工藝手冊（BSOPM）中也給出了螺帽和螺栓的扭矩值。     
3 l! q3 a! p: T5 V+ [( s0 v  ^    1. 上述手冊給出的是擰緊螺帽扭矩值范圍而不是擰緊螺栓頭的扭矩值
# u+ `; W( B, k$ p) [+ z范圍。在有些情況下，需要擰緊螺栓頭，這時(shí)擰緊螺栓頭的扭矩值應(yīng)為給出的螺帽扭矩值最大值±10%。例如，給出的擰緊螺帽的扭矩值為280～450 lb-in，那么擰緊螺栓頭的扭矩值就應(yīng)該是405~495 lb-in。
    2. 上述手冊對同一種螺栓和螺帽給出了兩類扭矩值，一類是潤滑螺栓，即制造時(shí)涂有潤滑干膜(MIL-L-46010)的螺栓，以及安裝說明要求在螺紋上涂抗摩擦化合物或防咬合劑或潤滑脂(EASE-OFF 990,BOSTIK NEVER-SEEZ, MIL-C-11796,MIL-G-23827, 酒精)的螺栓； 其他的則屬于另一類，即干安裝螺栓。     幾個(gè)常用扭矩值的定義：
   （1）自鎖力矩(self-locking torque)：對有自鎖性能的螺帽，在擰緊螺帽時(shí)，當(dāng)螺帽和螺栓的螺紋部分100%完全咬合，但還沒有和緊固件下面的飛機(jī)零件接觸時(shí)的力矩值。自鎖力矩用于檢查自鎖螺帽能否重復(fù)使用。
   （2）松開力矩(breakaway torque)：在螺栓頭不加載的情況下，將螺帽從原安裝位置擰松轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的扭矩值，一般用最小值，即最小松開力矩。
  m4 J) \) ]' G7 P. j& e   （3）保持力矩 (run on torque,或 running torque, driving torque) ：對有自鎖性能的螺帽，保持力矩和自鎖力矩的定義一樣。對于沒有自鎖性能的螺帽，指的是：在擰緊螺帽和螺栓時(shí)，使緊固件保持轉(zhuǎn)動(dòng)但還沒有和緊固件下面的飛機(jī)零件接觸時(shí)的力矩值。一般使用最大值，即最大保持力矩值。
6 O; g, u% M" e! b5 |* I1 |    其他力矩值的定義可參考BSOPM 20-50-01 。
' L; o  V' N3 ~# M: }    復(fù)合材料上緊固件孔的尺寸，安裝扭矩等有特殊要求，本文的螺栓安裝工藝不適用于復(fù)合材料上的螺栓安裝。
    件號(hào)為BACB30MT*-*的螺栓，材料為H-11鋼，容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕而斷裂，波音結(jié)構(gòu)修理手冊和服務(wù)信函要求更換時(shí)使用件號(hào)為BACB30US*K*（材料為因康鎳718）螺栓.

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