国外飞机有机玻璃件成形中的质量保证

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1、 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 航空工程 飞机有机玻璃件的加工工艺难度较大 , 质量要求很高 。 国外 在飞机玻璃件成形中 , 为保证质量采取的一些措施 , 可以为我们 的工作提供参考 。 国外飞机有机玻璃件成形巾的质量保证 勿无 吴志恩 飞 机中使用的玻璃构件 中除少 量风 挡玻璃和防弹玻璃是采用各式钢 化玻璃制造以外 , 其他大部分是用有机 玻璃制造的 , 其应用范围包括驾驶舱 、 观 察窗及一些装饰和透明部位 。 虽然对有 机玻璃件的技术要求根据应用部位

2、不同 而稍有差异 , 但整体来说除满足设计强 度要求外还应保证好的透光率 、 光学畸 变以及表面质量等 , 因此加工有机玻璃 件的工艺难度也就较大 。 有机玻璃可分为一般的有机玻璃和 经过定向拉伸的有机玻璃两大类 , 一般 有机玻璃又可分为通用级 、 耐热级和共 聚改性型的有机玻璃三类 。 有机玻璃件 的成形方法和其最终质量息息相关 。 一 般的有机玻璃件成形方法有接触成形法 包括凸模和阴模接触成形 , 阴模接触成 形大部分采用抽真空的办法 、 吹塑成形 法和模压法 , 此外还有凸模真空回缩成 形等方法 。 定向拉伸后的有机玻璃还采 用通过加温预弯曲后的热空气吹塑及刚 性框架热成形等方法 。

3、但无论采取何种 工艺方法 , 都必须有一系列严格的质量 保证措施 , 除了固定合适的材料供应商 , 完善合同中的质量条款 , 严格入厂检验 以外 , 对设备 、 工装 、 环境条件以及过程 控制都应有严格保证 。 国外在有机玻璃件成形过程前后常 采取下列质量保证措施 。 严格材料入厂检查 每批材料入厂后 , 按技术条件及合 同要求先将材料放于隔离库待检库 , 由检验部门检查质量文件完整情况 、 包 装 、 外观 , 进行各项理化测试 , 检查透光 率 、 雾度 、 拉伸强度 、 延伸率 、 变形温度或 软化温度 、抗银纹性等等。 卢卡斯公司还 将材料试片切成一个四方形的小柱子 , 在柱顶钻个小

4、孔 、 先加温到 检查其 圆直径的变化率 , 然后又加温 到 , 再检查一次变化率 , 据说合适 的材料在 时的直径变化率应该较 小 , 而到达 时直径变化率应该较 大 , 而质量不好的有机玻璃恰恰相反 。 他 们不但以此作为确定供应商的标准 , 同 样也作为材料入厂检测的标准 。 耐热性试验检查 在开始生产前先进行该项检查 , 合 格后再下料生产 。 方法是按工艺规程要 求加温到毛坯所需温度 , 一般是每毫米 厚度保温不少于 , 冷却后取出 , 目视 检查表面质量和光学质量 , 合格后才进 行下道工序 。 定向拉伸的有机玻璃常常 需要进行松弛试验 , 尤其是保管期超过 一年的板材 , 生产前

5、每批都应进行松弛 试验 , 以校核和修正工艺规程所规定的 成形温度 , 速度等参数 。 所谓定向有机玻璃的热松弛性即指 拉伸的有机玻璃在加温到一定温度后会 产生收缩 , 甚至恢复到拉伸前的状态 , 不 但定向性消失而且降低了拉伸率 , 使韧 性 、抗冲击性和抗银纹性下降。 热松弛的 计算公式如下 叨 一 ,。 式中一热松弛 一加热前的线尺寸 一加热后的线尺寸 有些玻璃件制造商 , 如卢卡斯公司 , 自行进行有机玻璃定向拉伸 , 以掌握定 向有机玻璃的工艺特点 。 炉温及环境控制 加热炉的温度要求保持均匀 , 应尽量 控制温差为 , 如果炉温不均 , 各点 温差大 , 将导致各点加温温度不一致

6、, 因 而由于变形不一致而产生折光 、 回弹甚 至断裂等现象 。 目前 , 国外一般的玻璃加 热炉已实现温度控制自动化 , 能随时监 控和调节炉温 。 玻璃成形间要求洁净明亮 , 最好经 过净化处理 , 无灰尘 、绒毛等飘浮物, 无溶 剂和溶剂蒸气 。 工作间工作时温度必须 保证 以上 , 吹塑成形时温度 , 一般要 求达到 以上 。 工装的质控制 除了按正常要求检查工装的几何尺 寸外 , 在成形全过程中 , 对与玻璃接触的 表面的光洁度 、 均匀过渡的光滑性特别 要进行严格的检查 。 而对工装相关部位 的质量要求与所选定的工艺方法息息相 关 。 因此应注意以下几点 对用于阴模或阳模接触成形

7、法的模具 , 应确保其接触面的光洁度 , 对 木质或非金属的模具应 由经过考核的 、 富有经验的检验人员反复用手感的办法 脱空工窟与维修 儿巧叹, 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 进行检查 , 对金属模具即应用正常的机 加检测标准和手段来检查 , 钢质模具应 镀铬抛光 。 如英国当年生产三叉戟飞机 客舱玻璃时是在液压机上用压模进行 的 , 为此上下模不但吻合度要求高 , 而且 粗糙度应在 卜 以下 。 工装上关键接触面的控制 , 无 论是阳模或阴模接触成形 ,

8、均需用一个 压边框 , 用于在成形后或成形过程中压 住周边 。 这个周边区不但要保证产品外 形符合装配协调否则产生装配应力 , 而且要求压边框和模具相应部分吻合 。 尤其在阴模成形中往往伴以抽真空 , 如 果模具不吻合 , 真空度不好 , 也影响成形 质量 。 有抽真空要求的模具其气密 性必须严格检查 。 真空度太低 , 玻璃不贴 合模具 , 外形精度差但真空度若太高 , 会将模具表面衬垫物的纹印刻到玻璃 上 , 一般控制在 一 为好 。真空度 和抽真空的速度应通过试模核验和调 整 。 抽气速度也影响玻璃表面质量 , 速度 太慢玻璃过早变硬 , 太快了则会印上衬 垫物刻纹 。 选用木质模具时

9、, 木材必须无 节疤且干操到含水率为 一 。 模具上和产品之间都有一层衬 垫 , 一般衬垫材料鹿皮比绒布好 , 但在非 木质模具上用润滑油 。 将模具类似夹布 胶木制造表面涂上厚厚一层油脂 , 虽成 形过程中烟雾弥漫 , 工作环境受到影响 , 但玻璃成形质量确实较好 。 模具完成后必须进行试模工 序 。 模具的预热 、加热与保温 为保证成形质量 , 模具应进行预 热 、加热和保温。 一般预热温度低于 玻璃加热温度 , 保温时间 不少于 。 在玻璃成形过程中对 模具还继续加热以放缓玻璃冷却速 度 。 保温的意义与继续加热相同 , 根 据不同情况而采用 。以上措施均主要 为了防止区的银纹 , 并保

10、证易于成 形和光学质量 。制作三叉戟飞机客舱 玻璃用的钢模 , 在 电炉上预热 。 而 舫空工窟与继疹 刀怒书夕 尹 , 工厂用的夹布胶木模 , 是在模 具上放上一个罩子 , 罩子内装满红外线 灯泡 , 用以预先进行模具加热并在成形 过程中起到保温作用 。 毛坯加热与晾呈的过程控制 毛坯加热应严格按经过试验 后确定的温度进行 , 此温度编入工艺规 程或工艺指令 , 虽然在技术条件中对各 种有机玻璃的加热温度有一般性的规 定 , 但也会视材料厚度 、 成形件的复杂程 度 、 成形方法以及光学质量要求等而有 所不同 , 所以虽不用每次生产都试验 , 但 至少应将生产前的试验结果纳入工艺文 件 。

11、国产有机玻璃所需温度较低 , 从 一 不等 , 而国外有机玻璃有的 要求达到 , 英国生产三叉戟时玻璃 加温到 , 而的军用机座 舱玻璃为 , 卢卡斯生产的 飞机玻璃为 一 巧 。 确定加热温度 的原则是玻璃必须加热到软化温度以 上 , 加热速度一般控制在大于 厚度 。 保温时间一般厚不少于 , 例如 一 厚的毛坯保温 , 以上常保温 , 厚材料的保温时 间需通过试验选择确定 。 对吹塑成形及形状复杂的产品 , 其 加热温度等参数更应多做一些试验 。 毛坯从炉内取出以后 , 必须在尽 可能 短的 时间内一般情况下需在 以内开始成形 。 注意定向拉伸的玻璃在加热过 程四周需用边框夹紧 , 防止收

12、缩 。 毛坯放 上工装后如不得不卸去某些夹紧边框 , 也应迅速用夹具上相应部分将其夹紧 。 成形的过程控制 成形的过程控制对玻璃件质量极为 关键 。 阳模接触成形时应控制其各 部位的成形速度均匀协调 , 例如上面提 到的舱盖 , 由十多个人将毛坯 从炉内平抬到模具上 , 模具前后二端各 有一个人 , 加上左右两端共约十人左 右 。 毛坯是定向拉伸材料的 , 加热时四边 均用夹边框夹住 , 抬到模具上以后在一 个人统一指挥下 , 左右端的人用手有节 奏地将玻璃往模具上贴 , 前后端二人用 丝杠连接夹边框往下摇 , 原来用于加温 模具的加温罩在玻璃抬来时拿开 , 再迅 速盖上 , 对毛坯和模具继续

13、保温 。 如果动 作不协调 , 或速度太慢都会对光学质量 有影响 。 如图所示的工艺手段虽然不 先进 , 但从 中可看出其 中一些施工关 键 。 需要注意的是贴模后放上压边框 。 阴模用抽真空成形时 , 首先应将 压边框压住 , 保证气密性 。 吹塑成形时 , 吹塑压力控制在 左右 。 注意必须在最低成形温度以前 完成成形工作 , 否则材料将变硬 , 不但影 响成形而且会产生内应力 。 成形后零件冷却到 方可取 下 , 否则将产生弹性变形 。 某些模具可用 吹冷风喷冷水的办法来冷却不要直接 吹喷产品 , 但此时产品上应盖上绒布等 遮盖物 , 以使温度均匀 , 减少内应力 。对形 状复杂者可适

14、当提高起模温度 , 但也不 加温革成形模夹边框手轮 丝杠 玻璃毛坯 图舱盖玻璃成形示意图 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 航空工程 物物距距象距距 图两次曝光法光崎变检测示意图 直到年代还较多地 采用 “ 光学角偏差检测法 ”, 即将产品置于光源与格网屏 幕之间 , 通过目视或仪器来 检测光线通过制件时其在射 线方向上的角度变化 。 目前 广泛采用 “ 光畸变检测法 ”, 即检测通过玻璃产品观察目 标失真的情况 。 光畸变检测法采用两次 曝光法网络屏照相法 ,

15、即 先按要求布置好网格屏 、 制 应超过 。 外观检验与光学检验 首先目视检查零件表面质量和光学 质量 , 按工装检验其中外形 , 然后送交光 学检验 。 件放置架和照相机等位置 , 在未放产品 前 , 照相机对网络屏进行第一次照相 , 放上产品后在同一张底片上进行第二次 照相 , 然后在底片上测量出畸变区的斜 率 。 见图 , 首件产品应力检查 国外用的有机玻璃大部分属共聚交 联类 , 抗银纹性较好 , 一般可以通过首件 产品的应力试验来决定是否进行成形后 的退火工序 , 抑或合并在以后工序进行 。 全套的质档案 玻璃成形属于特种加工工艺和过程 控制的领域 , 因此必须自始至终形成完 整的档

16、案 。 文件的版次要认真管理 , 记录 要齐全 。 工艺指令是目前西方已通行的 质量管理手段 , 即将工序流程化 , 各道工 序完成后操作人员和检验人员签字 , 将上 述各质控点均列入 “ 指令 ”范围。 最后还要强调合适的工艺方法依然 是保证产品质量最主要的关键 , 而上述 所列的质保措施却是保证所选工艺方法 能够得到正确实施的途径 。 口 丝 。 生绍爵士笃认七百么竺分之芬小宋妞芬矛七篇吧多认生荡卜竺分 征稿 生介生万生 布吧万生 写,久竺布竺 福吧久进久生 写竺万七布泛多刁吧多习健多号 、多常、竺寻七盆、忿布 启事 创油引油泊 公 旧劫油 介 航空工程与维修是国内唯一公开出版的以报道航空工程和维修领域最新技术发展及市场 动态为主 的刊物 。 所设栏目包括 “ 述评 ”、“ 市场与技术 ”、“ 专稿 ”、“ 航空维修 ”、“ 航空工程 ”等。 本刊为大开国际 流行版本 , 双月刊 , 每期 页 , 逢单月出版 , 国内外公开发行 。 我们渴诚为广大读者服务 , 热忱欢迎关心我国航空工程与维修业发