(高清版)GB∕T 38825-2020 民用飛機復(fù)合材料制件鉚接要求

ICS49.040V18中華人民共和國國家標準民用飛機復(fù)合材料制件鉚接要求R2020-06-02發(fā)布2020-12-01實施國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會GB／T38825—2020前言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4一般要求 4.4設(shè)備與工裝 5工藝控制 5.1鉚接裝配流程圖 5.2鉚接前準備 5.3生產(chǎn)前工藝測試 5.8清理多余物 5.10疊層厚度測量 6質(zhì)量控制 參考文獻 ⅠⅢGB／T38825—2020本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標準由全國航空器標準化技術(shù)委員會(SAC/TC435)提出并歸口。本標準起草單位：哈爾濱飛機工業(yè)集團有限責(zé)任公司、合肥江航飛機裝備有限公司、中國航空綜合技術(shù)研究所。本標準主要起草人：高麗秋、張立安、張永凱、關(guān)煜杰、李學(xué)常、郭璐璐、楊雪梅、劉文彪、務(wù)俊杰、趙立兵、李乾玥。1GB／T38825—2020民用飛機復(fù)合材料制件鉚接要求本標準規(guī)定了復(fù)合材料制件鉚接的一般要求、工藝控制和質(zhì)量控制。本標準適用于民用飛機復(fù)合材料層壓板制件的實心鉚釘鉚接和抽芯鉚釘鉚接。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T116鉚釘技術(shù)條件GB/T6026工業(yè)用丙酮3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1疊層復(fù)合材料制件和復(fù)合材料制件、復(fù)合材料制件和金屬材料制件夾層鉚接后形成組件。3.2濕安裝在鉚釘孔中、鉚釘桿上和鉚釘頭下面等位置施加密封劑的安裝。4一般要求復(fù)合材料鉚接及檢測人員應(yīng)具有復(fù)合材料知識及專業(yè)等級證書，持證上崗。4.2.1復(fù)合材料鉚接裝配區(qū)域應(yīng)清潔、明亮，一般情況下溫度為15℃~30℃,相對濕度為40%~80%,技術(shù)文件有規(guī)定時，按要求執(zhí)行。4.2.2制孔、打磨施工產(chǎn)生的粉塵應(yīng)進行清理，不應(yīng)污染環(huán)境和制件。4.2.3室內(nèi)應(yīng)有良好的通風(fēng)、除塵設(shè)施。4.3.1應(yīng)優(yōu)先選用抽芯鉚釘，以避免復(fù)合材料制件受撞擊和孔壁因釘桿漲粗而損傷。4.3.2鉚釘直徑一般應(yīng)不超過4mm,否則不但成型困難，對復(fù)合材料制件也容易造成損傷。在滿足結(jié)構(gòu)要求的情況下，應(yīng)盡量使用平頭或半圓頭釘頭。4.3.3復(fù)合材料制件鉚接使用的鉚釘和墊圈的選擇應(yīng)符合工程圖樣要求，通常選用鈦合金或不銹鋼材2GB／T38825—2020料。在可拆卸的非受力或次受力構(gòu)件以及某些內(nèi)部構(gòu)件上，從降低重量和成本考慮，可使用少量鋁合金鉚釘，但鉚接應(yīng)濕連接，并采取嚴格的防電化學(xué)腐蝕措施。4.3.4復(fù)合材料制件鉚接裝配所需的輔助材料見表1。表1輔助材料清單序號名稱用途要求1脫脂棉清理醫(yī)用2丙酮清理GB/T60263丁酮清理化學(xué)純4砂紙去毛刺240粒度5毛刷清理—6墊板制孔支撐—7潤滑劑潤滑經(jīng)過試驗驗證的4.3.5定位銷與復(fù)合材料制件接觸面之間宜使用復(fù)合材料工藝墊圈進行產(chǎn)品防護。復(fù)合材料工藝墊圈的選用，尺寸選擇見圖1和表2,材料應(yīng)為碳纖維復(fù)合材料或玻璃纖維復(fù)合材料。說明：D—外徑；d—內(nèi)徑；犛—墊圈厚度。表2復(fù)合材料工藝墊圈尺寸單位為毫米鉚釘直徑墊圈直徑外徑（D）內(nèi)徑（d）基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差2.06.0+0.502.3+0.201.02.56.02.83.06.03.33.58.03.84.04.33GB／T38825—20204.4設(shè)備與工裝常用制孔風(fēng)鉆為普通風(fēng)鉆、彎頭風(fēng)鉆或萬向風(fēng)鉆等，其主軸全跳動應(yīng)不大于0.05mm,聲強應(yīng)不大自動進給鉆用鉆模板手工定位后，以不同轉(zhuǎn)速，一定的進給率鉆孔；當(dāng)孔快要鉆透時，液壓阻尼器可使進給速度減慢，以控制風(fēng)鉆的軸向進給力，適用于復(fù)合材料制件制孔。包括大型自動鉆鉚設(shè)備或自動鉆孔設(shè)備，以及輕型機器人柔性軌道制孔設(shè)備等。主要由系統(tǒng)模塊、制孔執(zhí)行器模塊、視覺檢測系統(tǒng)模塊和上位機模塊等組成，通過預(yù)先設(shè)定的控制程序，實現(xiàn)疊層構(gòu)件的自動化制孔，通常一次性完成鉆鍶制孔操作，適用于復(fù)合材料制件制孔。復(fù)合材料制件制孔刀具材料應(yīng)采用硬質(zhì)合金、金剛石涂層硬質(zhì)合金或聚晶金剛石。推薦的制孔刀表3推薦的制孔刀具名稱應(yīng)用硬質(zhì)合金／鑲硬質(zhì)合金麻花鉆適合3種纖維類型復(fù)合材料制件及與金屬疊層件制孔硬質(zhì)合金三尖兩刃鉆適合3種纖維類型復(fù)合材料制件及與金屬疊層件制孔硬質(zhì)合金雙刃定心鉆適用于芳綸復(fù)合材料制件制孔硬質(zhì)合金擴孔鉆（擴鉸刀）適合3種纖維類型復(fù)合材料制件及與金屬疊層件擴鉸孔硬質(zhì)合金鉸刀適合3種纖維類型復(fù)合材料制件及與金屬疊層件鉸孔硬質(zhì)合金／鑲硬質(zhì)合金鍶窩鉆適合3種纖維類型復(fù)合材料制件及與金屬疊層件鍶窩，可用于鉚釘孔倒角四直槽鉆鉸復(fù)合鉆頭適用于自動進給鉆和自動制孔設(shè)備制孔，鉆孔、鍶窩一刀完成金剛石／鑲金剛石鉆頭適合3種纖維類型復(fù)合材料制件及與金屬疊層件制孔硬度高、導(dǎo)熱性好、耐磨性強，較硬質(zhì)合金刀具使用壽命長金剛石／鑲金剛石鍶窩鉆適合3種纖維類型復(fù)合材料制件及與金屬疊層件鍶窩，可用于鉚釘孔倒角金剛石／鑲金剛石鉆鍶復(fù)合鉆適用于自動進給鉆和自動制孔設(shè)備制孔，鉆孔、鍶窩一刀完成常用的鍶窩工具如下：a)鉚釘鍶窩鉆，將其帶1∶20錐度的尾桿裝在鍶窩限動器中；b)復(fù)合鍶窩鉆，可一次完成鉆孔和鍶窩兩道工序，孔與窩的同心度好，可裝在鍶窩限動器或裝夾在風(fēng)鉆上使用，也可裝在自動進給鉆、自動制孔設(shè)備上使用；GB／T38825—2020c)鍶窩限動器，與鍶窩鉆配合使用，用于控制鍶窩的深度；d)鍶窩鉆加長桿，用于增加鍶窩鉆尾桿的長度，便于接近難鍶窩的部位。4.4.3鉚接工具和設(shè)備的硬鋁鉚釘；b)手提壓鉚機，適用于裝配件邊緣的鉚接；c)固定壓鉚機，壓鉚質(zhì)量穩(wěn)定，質(zhì)量與操作技術(shù)水平關(guān)系較少，具有較好的連接強度，工件變形較少，生產(chǎn)率高，勞動強度較??；d)電磁鉚接設(shè)備，用于高強度大直徑鉚釘、干涉配合鉚釘?shù)龋籩)自動鉆鉚機，在一臺設(shè)備上一次性地連續(xù)完成夾緊、鉆孔、鍶窩、注膠、放鉚和銑平等工序。4.4.3.2鉚接常用的鉚槍與拉槍如下：a)普通鉚槍，用于實心鉚釘鉚接；b)專用拉槍，用于抽芯鉚釘鉚接。窩頭通常由淬火的高碳鋼或鎳鉻鋼等材料制作，與鉚接工具、設(shè)備配合使用，其性能如下：a)工作面表面粗糙度Ra不大于0.4;d)鉚槍窩頭質(zhì)量應(yīng)接近鉚槍活塞質(zhì)量。頂把的選擇一般應(yīng)符合下列要求：a)頂把工作面的表面粗糙度Ra不大于0.8;b)頂把重量可根據(jù)鉚釘材料確定。4.4.7定位銷及定位銷鉗常用的定位銷及定位銷鉗如下：a)定位銷一般為螺紋式和彈簧式兩類，前者夾緊力大，后者使用方便。通常定位銷直徑選取比定b)定位銷鉗，與定位銷配套使用，用于安裝定位銷。用于測量連接孔處的疊層厚度。設(shè)備、工具和量具的使用要求如下：a)所使用的量具應(yīng)在定檢期內(nèi)；45GB／T38825—2020b)所使用的工具應(yīng)無故障、無污垢，有特殊要求的工具在定檢期內(nèi)；c)所使用的設(shè)備的活動部位應(yīng)無緊澀現(xiàn)象，嚴格按照設(shè)備維護說明書執(zhí)行。工裝的一般要求如下：a)應(yīng)滿足產(chǎn)品的裝配工藝要求；c)應(yīng)工作開敞，便于操作人員施工、便于產(chǎn)品的上架和出架；d)需要隨復(fù)合材料制件進固化爐的工裝，表面漆應(yīng)選擇耐高溫漆。4.5.1不應(yīng)用手指觸摸未封口的零件邊緣，以防纖維刺入皮膚。4.5.2鉚接裝配時若使用溶劑，應(yīng)注意防火防爆。4.5.3復(fù)合材料制孔操作時，應(yīng)通過吸塵系統(tǒng)進行防塵。4.5.4操作者應(yīng)佩戴面罩進行防塵。4.5.5應(yīng)對容易造成零件損傷的工具、設(shè)備、工裝部位進行保護。5工藝控制5.1鉚接裝配流程圖復(fù)合材料制件鉚接裝配流程見圖2。6GB／T38825—2020圖2復(fù)合材料制件鉚接裝配流程圖7GB／T38825—20205.2鉚接前準備鉚接前準備工作如下：a)工藝裝備檢查：檢查已有工藝裝備是否處于完好狀態(tài)，工裝應(yīng)在有效使用期內(nèi)；b)零件檢查：目視檢驗零件，不應(yīng)有表面缺陷；c)工藝試件準備：工藝試件應(yīng)能代表正式產(chǎn)品的關(guān)鍵特征，包括材料、鋪層、厚度等應(yīng)與正式產(chǎn)品相同；d)制孔工具、設(shè)備準備：根據(jù)復(fù)合材料制件類型和疊層結(jié)構(gòu)特點選擇制孔工具、設(shè)備，確定加工參數(shù)。5.3生產(chǎn)前工藝測試宜在正式產(chǎn)品上制孔、鍶窩之前，在工藝試件上進行生產(chǎn)前試制孔、鍶窩，確定所采用的制孔方式、刀具品牌及型號、設(shè)備型號和工藝參數(shù)的合理性。每名操作人員至少應(yīng)連續(xù)試制5個孔、窩，經(jīng)檢驗合格，確定制孔方案后，方可進行正式產(chǎn)品的制孔、鍶窩。宜在正式產(chǎn)品上鉚接之前，進行生產(chǎn)前試鉚，每名操作人員至少應(yīng)連續(xù)試鉚5個釘，經(jīng)檢驗合格后，方可進行正式產(chǎn)品的鉚接。預(yù)裝配工作如下：a)產(chǎn)品定位：產(chǎn)品在工裝上進行定位安裝，使用夾子或工裝上壓緊器進行產(chǎn)品壓緊，復(fù)合材料制件一般不應(yīng)強迫定位、強迫裝配。宜在工裝壓緊器上增裝壓力指示器，保證復(fù)合材料制件裝配連接區(qū)最小300的間隔內(nèi)最大施加45N的局部壓力。凡復(fù)合材料制件與不同材料（鈦、不銹鋼除外）制件進行對接或搭接時，對縫或搭接面處均應(yīng)涂覆工程圖樣規(guī)定的液體墊片，膠層厚度一般應(yīng)不大于0.3mm,待膠層固化后方可進行制孔操作；b)裝配間隙消除：復(fù)合材料制件裝配前，應(yīng)消除復(fù)合材料制件之間、復(fù)合材料制件與金屬件之間的間隙；疊層件之間的間隙不應(yīng)敲修消除，而應(yīng)采用加墊的方法消除；墊片一般采用可剝墊片和液體墊片，按照專用技術(shù)條件要求使用；c)產(chǎn)品夾緊：按照工程圖樣或工藝文件要求制作工藝定位孔，安裝定位銷，宜使用復(fù)合材料工藝墊圈進行產(chǎn)品防護；復(fù)合材料工藝墊圈的選取按4.3.5的規(guī)定；定位銷的數(shù)量取決于零件的形狀，數(shù)量約為鉚釘總數(shù)的如果零件形狀復(fù)雜應(yīng)適當(dāng)增加臨時定位銷的數(shù)量。5.5確定孔位5.5.1手動及半自動制孔確定孔位方法孔間距、邊距、排距應(yīng)符合工程圖樣要求，一般采用劃線法、導(dǎo)孔法、工裝鉆模制孔法確定孔位。5.5.2全自動制孔確定孔位方法按照基準孔或臨時緊固件和依據(jù)工程圖樣編制的制孔程序確定孔位。8GB／T38825—2020鉚釘孔的一般要求如下：a)鉚釘孔孔徑大小，位置尺寸、位置尺寸極限偏差應(yīng)符合工程圖樣的規(guī)定。工程圖樣未規(guī)定時，表4鉚釘孔的直徑和容許偏差單位為毫米鉚釘直徑2.02.53.03.54.0名義孔徑2.22.73.23.74.3鉚釘孔允許偏差-0.05~+0.15b)復(fù)合材料制件鉆孔表面粗糙度Ra應(yīng)不大于6.3,鉸孔孔壁表面粗糙度Ra不大于3.2;c)鉚釘孔軸線應(yīng)垂直于零件表面，偏差應(yīng)在范圍內(nèi)。刀具的一般要求如下：b)鉆鉸一體復(fù)合鉆頭適用于復(fù)合材料與復(fù)合材料疊層制件制孔，一般不用于復(fù)合材料與金屬疊層制件制孔；c)用手提專用工具制孔時，為了保證孔軸線與零、部件表面垂直，應(yīng)使用專用鉆套；d)手動擴孔鉆、鉸刀端部應(yīng)帶有導(dǎo)柱；e)制孔中應(yīng)保證刀具壽命有足夠的安全裕度，制孔過程中不應(yīng)出現(xiàn)工具顫動，刀具刃口碎裂時，應(yīng)及時更換刀具。制孔的一般要求如下：a)復(fù)合材料制件及疊層件制孔一般應(yīng)選用高轉(zhuǎn)速低進給加工；在碳纖維、玻璃纖維制件及疊層件上鉆孔時，應(yīng)在出口面加墊板夾緊；為避免或減少刀具進口面纖維破壞，應(yīng)盡可能先啟動氣鉆，然后再接觸制件進行鉆孔；當(dāng)鉆頭快露出復(fù)合材料出口面時，應(yīng)減小對鉆頭施加的軸向力，以防復(fù)材劈裂分層；對芳綸類復(fù)合材料制件及疊層件應(yīng)兩面加墊板夾緊；留出余量用于鉸孔；一刀鉸孔的材料c)制孔時，盡量不使用潤滑劑或冷卻劑，防止水分滲入導(dǎo)致復(fù)材制件分層；但對復(fù)合材料與金屬疊層件制孔時，可采用經(jīng)試驗驗證認可的潤滑劑或冷卻劑；d)復(fù)合材料與金屬疊層件應(yīng)優(yōu)先從金屬件一側(cè)鉆入，但應(yīng)使用墊板頂緊復(fù)合材料一側(cè)刀具出口處，以防鉆孔出口面劈裂；從復(fù)合材料面鉆入時，除芳綸復(fù)合材料外，刀具入口面可不加墊板支撐；e)復(fù)合材料制件及疊層件推薦的手工制孔參數(shù)見表5;f)應(yīng)采用經(jīng)生產(chǎn)前工藝測試驗證過的制孔方式、工具、設(shè)備、技術(shù)參數(shù)制孔；g)對孔徑高精度要求時，可使用自動進給鉆或自動制孔設(shè)備，制孔要求按相關(guān)文件執(zhí)行。9GB／T38825—2020表5復(fù)合材料制件及疊層件推薦制孔參數(shù)序號制孔方式材料名稱轉(zhuǎn)速r/min進給速度mm/r1手工鉆孔碳纖維復(fù)合材料制件及疊層件3000~60002玻璃纖維復(fù)合材料制件及疊層件3000~60003芳綸類復(fù)合材料制件及疊層件2400~28004復(fù)合材料與鋁合金疊層件1500~35005復(fù)合材料與鈦／鋼疊層件500~8006手工鉸孔3種纖維類型復(fù)合材料制件及疊層件500~800鍶窩的一般要求如下：使用金剛石鍶窩鉆鍶窩，轉(zhuǎn)速;對于鍶窩角度偏差應(yīng)以鉚釘?shù)陌惭b要求為準，若無特殊規(guī)定，鍶窩角度偏差應(yīng)不大于2°,沉頭窩的表面粗糙度Ra應(yīng)不大于6.3;c)為保證孔與窩的同軸度，應(yīng)使用帶導(dǎo)柱的鍶窩鉆，導(dǎo)柱直徑應(yīng)楔形疊層應(yīng)用帶短銷的鍶窩鉆；d)注意觀察刀具使用情況，若發(fā)現(xiàn)刀具磨損應(yīng)立即更換刀具并重新調(diào)整限位器。5.8清理多余物制孔過程中應(yīng)及時使用砂紙和毛刷清除毛刺。對于疊層制件制孔，制孔結(jié)束后，應(yīng)拆除夾緊裝置，使用吸塵器、細號砂紙、毛刷、脫脂棉等輔助材料清理零件間的多余物。制孔后不應(yīng)有殘留潤滑劑、粉末或者切屑等污染。將完成清理多余物工作的疊層件重新在工裝上定位。5.10疊層厚度測量用測厚尺測量出疊層厚度，根據(jù)測量厚度選擇鉚釘長度。按照工程圖樣規(guī)定正確放置鉚釘。鉚釘與釘孔之間接觸腐蝕的防護應(yīng)進行濕安裝。實心鉚釘鉚接要求如下：a)對碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)應(yīng)使用壓鉚，無法壓鉚時，可使用低功率鉚槍；對芳綸及玻璃纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的鉚接可使用壓鉚，也可使用錘鉚；GB／T38825—2020b)應(yīng)根據(jù)壓鉚件的結(jié)構(gòu)和鉚釘?shù)闹睆?、?shù)量、材料選用壓鉚機的型號；c)除非工程圖樣另有規(guī)定，安裝后的實心鉚釘鐓頭尺寸應(yīng)符合表6規(guī)定。表6安裝后的實心鉚釘鐓頭尺寸單位為毫米鉚釘直徑鐓頭直徑鐓頭直徑極限偏差鐓頭最小高度鐓頭對釘桿軸線同軸度鐓頭圓度2.02.8±0.20.6在鉚釘鐓頭直徑極限偏差內(nèi)2.53.5±0.253.04.2±0.30.93.54.9±0.354.05.6±0.41.2抽芯鉚釘鉚接要求如下：a)鉚釘應(yīng)按接收狀態(tài)使用，不應(yīng)用任何材料來潤滑或清洗鉚釘；b)應(yīng)按鉚釘?shù)姆N類及直徑大小選用合適的拉槍，載荷選擇參考GB/T3098.19;c)將鉚釘放入鉚槍內(nèi)，鉚槍頭貼緊釘頭，確認鉚釘與支撐面完全垂直后，進行鉚接。自動鉆鉚工藝依據(jù)設(shè)備型號、加工的產(chǎn)品對象情況，按相關(guān)文件要求設(shè)置制孔鍶窩的轉(zhuǎn)速和進給參鉚接完成后，宜使用丙酮（丁酮）等輔助材料對復(fù)合材料表面污跡或鉛筆痕跡進行清理。6質(zhì)量控制6.1.1鉚釘孔示意圖見圖3,其各部位的質(zhì)量應(yīng)滿足以下要求：a)復(fù)合材料制件表面層無分層，孔入口處無分層，孔邊緣無毛刺；寬度不大于0.33且不超過孔（鍶窩）周長的1/4;d)清除孔疊層邊緣毛刺。復(fù)合材料制件孔出口邊緣損傷允許范圍見圖4和表7,損傷包括分層、劈裂，孔邊緣無毛刺，打磨清除孔邊緣凸并補漆；沉頭孔圖3鉚釘孔GB／T38825—2020說明：h—孔邊緣損傷厚度；W—孔邊緣損傷寬度。圖4孔出口邊緣損傷范圍表7孔邊損傷允許范圍單位為毫米鉚釘直徑h(max)W(max)2.00.41.32.50.41.33.00.41.33.50.41.34.00.426.1.2復(fù)合材料鉆孔入口面、孔壁、出口面不應(yīng)有目視可見的分層、劈裂／撕裂、毛刺、過熱、劃痕、污染等。6.1.3孔徑的邊距、排距、垂直度等應(yīng)符合工程圖樣要求。6.1.4復(fù)合材料鉆孔后，可采用