1 、前言（yán）

      波音公司的B747 係列產品， 因其龐大的（de）載客量和載貨量而聞名於世界，其機身結構（gòu）也因此比其他機（jī）型複雜（zá）的多。本文研究的B747-400 客機改貨機型的口框的所有骨架結構都是采用拚接形式，裝配完成後重量達1800Kg，而和它外形尺寸、構造相近的B767-200 型（xíng）改裝口框，隻有（yǒu）1000Kg。B747 口框所采用的緊固件數量和直徑都遠遠大於其他飛機結構（gòu），特別是口框與機身對接的（de）上下部主梁加強（qiáng）條帶上，使用的是1/2″、9/16″直徑的高（gāo）鎖螺栓。

      2、 現狀

     目前，該口框的裝配過程中，對於上下（xià）部主梁的加強條帶上的大號高鎖螺（luó）栓孔一直采用手工鑽製。大號高鎖螺栓孔要通過多層零件，總夾層厚度為48～61mm。操作者使用風鑽鑽製該孔需（xū）要以下步（bù）驟（zhòu）：1) 按照明膠版進行排孔。2）鑽Φ1/8″的孔。3）鑽Φ1/4″和Φ3/8″的過渡孔。4）鑽（zuàn）終孔。5）鉸（jiǎo）孔。在擴孔和（hé）鑽製終孔的過程中，頻繁出現卡鑽的現象，操作者不得不進行多次（cì）退刀和進刀， 導致孔徑接近孔的上限值，個別孔甚至超差0.01mm～0.03mm。

     3 、新工具的研究

     為提（tí）高高鎖螺栓孔的鑽製質量、同時降低勞動強度，該孔的鑽製準備采用新工具來完成。相關（guān）人員對當前航空產品的裝配工具進行調查、研究（jiū），提出3 種可選方案。

     方案1：采用自動（dòng）進給鑽。優點：鑽孔精度高、操作者勞動強度（dù）低。缺點：工（gōng）具購買（mǎi）成本高，同時需要製作專用的鑽模板（bǎn）以（yǐ）保證孔位準確度和精度，成（chéng）本較大（dà）。

     方案2：采用（yòng）吸盤（pán）和風鑽組合。優點：可以保證孔（kǒng）的垂直度，同時解放操（cāo）作者使用垂（chuí）直鑽孔器的一隻手，雙手鑽孔。缺（quē）點：吸盤（pán）價格較貴。經調查：其他飛機裝配公司試用幾次，但因價格而未完成最（zuì）終采購、勞（láo）動強度未降低、孔徑尺（chǐ）寸得（dé）不（bú）到保證。

     方（fāng）案3：采用磁力座鑽。優點：可以（yǐ）保證孔徑（jìng）精度和垂直度、勞動強度低、成本低。缺點（diǎn）：需要製作簡易工裝，消除飛機蒙皮為（wéi）鋁結構不能吸附的因素、鑽床笨重，操作不方便，需要手工對刀。針（zhēn）對以上三種改進方案和目（mù）前采用的鑽（zuàn）製方法在成本、效率、孔質量（liàng）、勞動強度和整個改進過程的可操作性進行比（bǐ）較（jiào），對其優缺點進行量化分析，見圖1。

 
     結合以上的分（fèn）析（xī），最終（zhōng）決定采用（yòng）方案（àn）3：選用磁力（lì）座鑽。該方案即可提高孔質量、降低操作者勞動強度、提高效率，成本可接受，也方便操作。

     4 、新工具的應用

     4．1 選購

     磁力座鑽磁（cí）座鑽（magnetic drill）又稱為磁力鑽（zuàn）等， 屬於手動電鑽的一種，跟普通手動電鑽相比磁座鑽具（jù）有，精度高，垂直度好，安全性高，沒有反作用（yòng）力的優點（diǎn）。主要用於鋼鐵金屬結構件鑽孔，如不（bú）鏽鋼（gāng），鋼板，H 型鋼，角鋼等型材上鑽孔。適合於大型結構件，需（xū）要鑽大孔（kǒng）的（de）工件，是造船業、橋梁工程、采油平台、電廠維修、電力公司施工、鐵（tiě）路（lù）建築等領域必不可少的專用設備。目前，航空企業中的工裝製造、維修廠（chǎng）已普遍采用磁（cí）座鑽。磁座鑽應用在（zài）飛（fēi）機結構上鑽（zuàn）孔的局限性： 動力為電動，給（gěi）裝配工作帶（dài）來安（ān）全隱患。飛機結構為鋁合金為主，需增加（jiā）輔助裝備（bèi）才能（néng）達到（dào）吸附的目的，因此磁力座鑽在飛機裝配中並未得到廣泛應（yīng）用。為加強磁（cí）座鑽的可操作性，簡化對孔過程，選購一種（zhǒng）通電後仍可對磁座（zuò）鑽進行微小調整的型號。選定德國銳（ruì）科（RUKO）的RS30e。該磁座鑽的技術參數如下（xià）：磁性夾持力：20800N、功率：1840W、轉速：60-470r/m（可任意調節）、重量：21.5kg、鑽孔能力（普通麻花鑽）：Φ16mm、通電後微調範（fàn）圍：旋轉±20°，前後±7.5mm。

     4．2 鑽孔試驗

     為保（bǎo）證孔質量和（hé）確定鑽孔次數， 使用兩層總厚度（dù）為52mm的鋁板進（jìn）行鑽孔試驗。鑽孔過程分（fèn）兩種：a：手工鑽製Φ3.2 的導孔直接擴孔至終孔尺寸後鉸孔；b： 手工鑽製Φ3.2 的導孔－擴（kuò）孔至Φ6.4 的中間孔－擴至終孔－鉸孔。檢驗員（yuán）目視檢查孔壁質量，無法區別是哪（nǎ）種方式鑽製的終（zhōng）孔，其孔（kǒng）壁質量（liàng）都（dōu）可達（dá）到圖紙和規範要求（qiú）。測量兩組（zǔ）的孔徑也沒有明顯區別，其孔徑大都分布在孔徑公差帶的中間（jiān）位置。根據（jù）此次試（shì）驗的數據， 使用磁座鑽（zuàn）來鑽製Φ9/16"和Φ1/2"的高鎖螺栓孔，完全可以滿足工程圖紙要求。

     5 、效（xiào）果驗證

     在飛（fēi）機口（kǒu）框上鑽製前5 個高鎖螺（luó）栓孔的過程中，檢驗員對孔壁質量和孔徑進行逐一檢查和測量，其（qí）結果完全符合規範要求。所有孔完成（chéng）後，檢驗員使用通－止規對170 個孔的直徑和垂直度進行檢查以及目視檢查孔壁質量，所有孔徑（jìng）和孔（kǒng）壁質量均滿足要求。由上兩表（biǎo）可以看（kàn）出，鑽孔時間並沒有明顯（xiǎn）降低，但使用磁座鑽以後，工（gōng）人的勞動強度得到大大降低，因此也避免了因過度勞累導致的孔徑（jìng）超差現象。同時，孔徑範（fàn）圍和孔壁質量得到很好的控製（zhì）。

      6 、結語

      通過本文的（de）研究和應（yīng）用分析（xī）發現，在其他行業已普遍采用的磁力座鑽， 使用合適的輔助和支撐設備解決磁力和重量的局限性，就可應用到飛機裝配過程中，發（fā）揮其穩定、功率大等優點。