国家标准 GB/T38825一2020 民用飞机复合材料制件铆接要求 eomnectinchilairraftfeompsite Requirementsofriveting parts 2020-06-02发布 2020-12-01实施国家市场监督管理总局发布国家标涯花警理委员会国家标准
GB/38825一2020 目次前言范围 2 规范性引用文件术语和定义 -般要求 4.1人员 4.2环境 4.3材料 4.4设备与工装 4.5安全防护工艺控制 5,l 柳接装配流程图 .2铆接前准备 5.3生产前工艺测试预装配 5. 5.5 确定孔位 5.6 制孔 S 乞窝 5.8 清理多余物 5.9 重新定位 .10叠层厚度测量 5,.11放钉 5.12施锄质量控制 6.1制孔的质量 l0 6.2乞窝的质量 1 6.3铆接的质量 11 参考文献 13
GB/38825一2020 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由全国航空器标准化技术委员会(SAC/TC435)提出并归口本标准起草单位:哈尔滨飞机工业集团有限责任公司、合肥江航飞机装备有限公司、航空综合技术研究所本标准主要起草人:高丽秋、张立安、张永凯、关煜杰、李学常、郭璐璐、杨雪梅、刘文彪、务俊杰、赵立兵、李乾明
GB/T38825一2020 民用飞机复合材料制件铆接要求范围本标准规定了复合材料制件铆接的一般要求、工艺控制和质量控制本标准适用于民用飞机复合材料层压板制件的实心铆钉铆接和抽芯铆钉铆接规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T1l6铆钉技术条件 GB/T6026工业用丙酮术语和定义下列术语和定义适用于本文件 3.1 叠层mixedparts 复合材料制件和复合材料制件、复合材料制件和金属材料制件夹层铆接后形成组件 3.2 湿安装wetinstallation" 在铆钉孔中,铆钉杆上和铆钉头下面等位置施加密封剂的安装 -般要求 4.1人员复合材料铆接及检测人员应具有复合材料知识及专业等级证书,持证上岗 4.2环境 4.2.1复合材料铆接装配区域应清洁、明亮，一般情况下温度为15C30C,相对湿度为40%~ 80%,技术文件有规定时,按要求执行 4.2.2制孔、打磨施工产生的粉尘应进行清理,不应污染环境和制件 4.2.3室内应有良好的通风、除尘设施 4.3材料 4.3.1应优先选用抽芯铆钉,以避免复合材料制件受撞击和孔壁因钉杆涨粗而损伤 4.3.2铆钉直径一般应不超过4mm,否则不但成型困难,对复合材料制件也容易造成损伤在满足结构要求的情况下,应尽量使用平头或半圆头钉头 4.3.3复合材料制件铆接使用的铆钉和垫圈的选择应符合工程图样要求,通常选用钛合金或不锈钢材
GB/T38825一2020 料在可拆卸的非受力或次受力构件以及某些内部构件上,从降低重量和成本考虑,可使用少量铝合金铆钉,但铆接应湿连接,并采取严格的防电化学腐蚀措施 4.3.4复合材料制件铆接装配所需的辅助材料见表1 表1辅助材料清单序号名称用途要求脱脂棉清理医用丙闹清理 GB/T6026 丁清理化学纯砂纸去毛刺 240粒度毛刷清理垫板制孔支撑润滑剂润滑经过试验验证的 4.3.5定位销与复合材料制件接触面之间宜使用复合材料工艺垫圈进行产品防护复合材料工艺垫圈的选用,尺寸选择见图1和表2,材料应为碳纤维复合材料或玻璃纤维复合材料说明 D -外径; 内径; 垫圈厚度图1工艺垫圈表2复合材料工艺垫圈尺寸单位为毫米垫圈直径铆钉直径外径(D) 内径(d 垫圈厚度(s) 基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差 2.0 6,0 2.3 2.5 6,0 2.8 十0.2 十0.5 6.0 3.0 3.3 l.0 3.5 8.0 3.8 4.0 4.3 l0.0
GB/38825一2020 4.4设备与工装 4.4.1制孔工具及设备 4.4.1.1 手动制孔工具常用制孔风钻为普通风钻、弯头风钻或万向风钻等,其主轴全跳动应不大于0,05mm,声强应不大于90dB 4.4.1.2半自动制孔工具自动进给钻用钻模板手工定位后,以不同转速，一定的进给率钻孔;当孔快要钻透时,液压阻尼器可使进给速度减慢,以控制风钻的轴向进给力,适用于复合材料制件制孔 4.4.1.3全自动制孔设备包括大型自动钻铆设备或自动钻孔设备,以及轻型机器人柔性轨道制孔设备等主要由系统模块制孔执行器模块、视觉检测系统模块和上位机模块等组成.通过预先设定的控制程序,实现叠层构件的自动化制孔,通常一次性完成钻惚制孔操作,适用于复合材料制件制孔 4.4.1.4制孔刀具复合材料制件制孔刀具材料应采用硬质合金、金刚石涂层硬质合金或聚晶金刚石推荐的制孔刀具见表3(以3种常见的纤维类型;碳纤维、,玻璃纤维、芳纶为例. 表3推荐的制孔刀具名称应用硬质合金/镶硬质合金麻花钻适合3种纤维类型复合材料制件及与金属叠层件制孔硬质合金三尖两刃钻适合3种纤维类型复合材料制件及与金属叠层件制孔硬质合金双刃定心钻适用于芳纶复合材料制件制孔硬质合金扩孔钻(扩较刀适合3种纤维类型复合材料制件及与金属叠层件扩较孔硬质合金饺刀适合3种纤维类型复合材料制件及与金属叠层件饺孔硬质合金/镶硬质合金惚窝钻适合3种纤维类型复合材料制件及与金属叠层件惚窝,可用于娜钉孔倒角四直槽钻钦复合钻头适用于自动进给钻和自动制孔设备制孔,钻孔、铠窝一刀完成适合3种纤维类型复合材料制件及与金属叠层件制孔金刚石/镶金刚石钻头硬度高、导热性好、耐磨性强,较硬质合金刀具使用寿命长金刚石/镶金刚石窝钻适合3种纤维类型复合材料制件及与金属叠层件惚窝,可用于铆钉孔倒角金刚石/镶金刚石钻复合钻适用于自动进给钻和自动制孔设备制孔,钻孔、窝一刀完成 4.4.2窝工具常用的惚窝工具如下: 铆钉惚窝钻,将其带1;20锥度的尾杆装在钯窝限动器中; a b 复合惚窝钻,可一次完成钻孔和惚窝两道工序,孔与窝的同心度好,可装在惚窝限动器或装夹在风钻上使用,也可装在自动进给钻、自动制孔设备上使用;
GB/T38825一2020 铠窝限动器,与窝钻配合使用,用于控制钯窝的深度; c d 惚窝钻加长杆,用于增加惚窝钻尾杆的长度,便于接近难铬窝的部位 4.4.3铆接工具和设备 4.4.3.1铆接常用的压铆设备(手动、气动或液压)如下手动压铆钳,通常用于压铆直径为2mm一3.5mm的硬铝铆钉; a bh 手提压铆机适用于装配件边缘的铆接固定压铆机,压铆质量稳定,质量与操作技术水平关系较少,具有较好的连接强度,工件变形较 c 少,生产率高,劳动强度较小电磁铆接设备,用于高强度大直径铆钉、干涉配合铆钉等; d e 自动钻锦机.在一台设备上一次性地连续完成夹紧、钻孔、铠窝、注胶.放铆和统平等工序 4.4.3.2铆接常用的铆枪与拉枪如下普通铆枪,用于实心铆钉铆接 a 专用拉枪,用于抽芯铆钉铆接 b 4.4.4窝头窝头通常由淬火的高碳钢或镍铬钢等材料制作,与铆接工具、设备配合使用,其性能如下 a 工作面表面粗糙度Ra不大于0.4; b)安装在铆枪上的尾杆直径公差带一般为f9; c 安装在压铆机上的冲模尾部公差带一般为7; d)铆枪窝头质量应接近铆枪活塞质量 4.4.5顶把顶把的选择一般应符合下列要求顶把工作面的表面粗糙度Ra不大于0.8 a b) 顶把重量可根据铆钉材料确定 4.4.6冲杆铆钉冲杆部位的表面粗糙度Ra应不大于1.6,其直径极限偏差为 mmm 一0.l 4.4.7定位销及定位销钳常用的定位销及定位销钳如下定位销一般为螺纹式和弹簧式两类,前者夹紧力大,后者使用方便通常定位销直径选取比定 a 位孔直径小0.1mm; b)定位销钳,与定位销配套使用,用于安装定位销 44.8叠层测厚尺用于测量连接孔处的叠层厚度 4.4.9设备、工具和量具设备、工具和量具的使用要求如下所使用的量具应在定检期内; a
GB/T38825一2020 b 所使用的工具应无故障、,无污垢,有特殊要求的工具在定检期内; 所使用的设备的活动部位应无紧涩现象,严格按照设备维护说明书执行 4.4.10 工装的一般要求工装的一般要求如下应满足产品的装配工艺要求; a b 应定位合理,压紧可靠、操作简单; 应工作开敞,便于操作人员施工、便于产品的上架和出架; c d)需要随复合材料制件进固化炉的工装,表面漆应选择耐高温漆 4.5安全防护 4.5.1 不应用手指触摸未封口的零件边缘,以防纤维刺人皮肤 4.5.2 铆接装配时若使用溶剂,应注意防火防爆复合材料制孔操作时,应通过吸尘系统进行防尘 4.5.3 操作者应佩戴面翠进行防尘 4.5.4 应对容易造成零件棋伤的工具,设备,工装部他进行保护 4.5.5 工艺控制 5.1铆接装配流程图复合材料制件铆接装配流程见图2
GB/T38825一2020 柳接前准备生产前工艺测试是否合格是预牧配确定孔位制孔是香用于沉头锦钉否镶窝清理多余物重新定位是香需要确定佛钉长否登层厚度测量放钉施柳图2复合材料制件铆接装配流程图
GB/38825一2020 5.2铆接前准备铆接前准备工作如下: a 工艺装备检查;枪查已有工艺装备是青处于完好状态,工装应在有效使用期内 b 零件检查:目视检验零件,不应有表面缺陷工艺试件准备;工艺试件应能代表正式产品的关键特征,包括材料、铺层、厚度等应与正式产品 co 相同 d 制孔工具、设备准备;根据复合材料制件类型和叠层结构特点选择制孔工具,设备,确定加工参数 5.3生产前工艺测试 5.3.1生产前试制孔、惚窝宜在正式产品上制孔、惚窝之前,在工艺试件上进行生产前试制孔、乞窝,确定所采用的制孔方式、刀具品牌及型号、设备型号和工艺参数的合理性每名操作人员至少应连续试制5个孔、窝,经检验合格,确定制孔方案后,方可进行正式产品的制孔、钯窝 5.3.2生产前试铆宜在正式产品上铆接之前,进行生产前试铆,每名操作人员至少应连续试铆5个钉,经检验合格后方可进行正式产品的铆接 5.4预装配预装配工作如下产品定位:产品在工装上进行定位安装,使用夹子或工装上压紧器进行产品压紧,复合材料制 a 件一般不应强迫定位、强迫装配宜在工装压紧器上增装压力指示器,保证复合材料制件装配凡复合材料制件与不同材料(钛连接区最小300mm的间隔内最大施加45N的局部压力不锈钢除外)制件进行对接或搭接时,对缝或搭接面处均应涂覆工程图样规定的液体垫片,胶层厚度一般应不大于0.3mm,待胶层固化后方可进行制孔操作; b ;复合材料制件装配前应消除复合材料制件之间、复合材料制件与金属件之间装配间隙消除: 的间隙;叠层件之间的间隙不应敲修消除,而应采用加垫的方法消除;垫片一般采用可剥垫片和液体垫片,按照专用技术条件要求使用; 产品夹紧;按照工程图样或工艺文件要求制作工艺定位孔,安装定位销,宜使用复合材料工艺垫圈进行产品防护;复合材料工艺垫圈的选取按4.3.5的规定;定位销的数量取决于零件的形状,数量约为铆钉总数的10%,如果零件形状复杂应适当增加临时定位销的数量 5.5确定孔位 5.5.1手动及半自动制孔确定孔位方法孔间距,边距、排距应符合工程图样要求，一般采用划线法、导孔法、工装钻模制孔法确定孔位 5.5.2全自动制孔确定孔位方法按照基准孔或临时紧固件和依据工程图样编制的制孔程序确定孔位
GB/T38825一2020 5.6制孔 5.6.1孔的要求铆钉孔的一般要求如下铆钉孔孔径大小,位置尺寸、位置尺寸极限偏差应符合工程图样的规定工程图样未规定时 a 铆钉孔孔径大小可参考表4,位置尺寸极限偏差一般为士1 ,也可参考GB/T152.1l; mm，表4铆钉孔的直径和容许偏差单位为毫米锦钉直径 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 2.7 名义孔径 2.2 3.2 3.7 4.3 -0,05十0.15 铆钉孔允许偏差 b 复合材料制件钻孔表面粗糙度Ra应不大于6.3,铃孔孔壁表面粗糙度Ra不大于3.2; 铆钉孔轴线应垂直于零件表面,偏差应在90"士1"范围内 c 5.6.2 刀具要求刀具的一般要求如下刀具的选择可参考表3; a 钻铃一体复合钻头适用于复合材料与复合材料叠层制件制孔，一般不用于复合材料与金属叠 b 层制件制孔; 用手提专用工具制孔时,为了保证孔轴线与零,部件表面垂直,应使用专用钻套; o d 手动扩孔钻、铃刀端部应带有导柱; 制孔中应保证刀具寿命有足够的安全裕度,制孔过程中不应出现工具颤动,刀具刃口醉裂时 e 应及时更换刀具 5.6.3制孔制孔的一般要求如下复合材料制件及叠层件制孔一般应选用高转速低进给加工;在碳纤维,玻璃纤维制件及叠层件 a 上钻孔时,应在出口面加垫板夹紧;为避免或减少刀具进口面纤维破坏,应尽可能先启动气钻然后再接触制件进行钻孔;当钻头快露出复合材料出口面时,应减小对钻头施加的轴向力,以防复材劈裂分层;对芳纶类复合材料制件及叠层件应两面加垫板夹紧 -般情况,钻孔直径应比终孔直径小0.15mm一0,.4mm,留出余量用于较孔;一刀铵孔的材料 b 去除量(直径上)应不大于0.127mm; 制孔时,尽量不使用润滑剂或冷却剂,防止水分渗人导致复材制件分层;但对复合材料与金属叠层件制孔时,可采用经试验验证认可的润滑剂或冷却剂复合材料与金属叠层件应优先从金属件一侧钻人,但应使用垫板顶紧复合材料一侧刀具出口 d 处,以防钻孔出口面劈裂;从复合材料面钻人时,除芳纶复合材料外,刀具人口面可不加垫板支撑复合材料制件及叠层件推荐的手工制孔参数见表5 e fD 应采用经生产前工艺测试验证过的制孔方式、工具,设备、技术参数制孔; 对孔径高精度要求时,可使用自动进给钻或自动制孔设备,制孔要求按相关文件执行 8
GB/T38825一2020 表5复合材料制件及叠层件推荐制孔参数转速进给速度序号制孔方式材料名称 r/min mm/r 0.010.05 碳纤维复合材料制件及叠层件 30006000 30006000 0.010.05 玻璃纤维复合材料制件及叠层件手工钻孔 24002800 0.010.06 芳纶类复合材料制件及叠层件复合材料与铝合金叠层件 15003500 0.010.05 复合材料与钛/钢叠层件 500800 0.010.05 手工钦孔 3种纤维类型复合材料制件及叠层件 500800 0,010,05 5.7锲窝惚窝的一般要求如下使用硬质合金钯窝钻钯窝时,转速宜为500r/min800r/min,使用金刚石钯窝钻惚窝,转速宜为800r/min1400r/min;孔需要倒角时,可用金刚石惚窝钻倒角,转速宜为500r/min 窝尺寸应按工程图样规定;沉头窝应与孔轴线同心,偏差应不大于0.08mm;沉头窝轴线应平 b 行于孔轴线,误差应不大于1”;对于惚窝角度偏差应以铆钉的安装要求为准,若无特殊规定,钯窝角度偏差应不大于2',沉头窝的表面粗糙度Ra应不大于6.3; 为保证孔与窝的同轴度,应使用带导柱的德窝钻,导柱直径应不小于铆钉孔直径0.02mm;对楔形叠层应用带短销的惚窝钻注意观察刀具使用情况,若发现刀具磨损应立即更换刀具并重新调整限位器 d 5.8清理多余物制孔过程中应及时使用砂纸和毛刷清除毛刺对于叠层制件制孔,制孔结束后,应拆除夹紧装置,使用吸尘器、细号砂纸、毛刷、脱脂棉等辅助材料清理零件间的多余物制孔后不应有残留润滑剂、粉末或者切屑等污染 5.9重新定位将完成清理多余物工作的叠层件重新在工装上定位 5.10叠层厚度测量用测厚尺测量出叠层厚度,根据测量厚度选择铆钉长度 5.11放钉按照工程图样规定正确放置铆钉铆钉与钉孔之间接触腐蚀的防护应进行湿安装 5.12施铆 5.12.1实心铆钉铆接实心铆钉铆接要求如下 a 对碳纤维复合材料结构应使用压铆,无法压铆时,可使用低功率铆枪;对芳纶及玻璃纤维复合材料结构的铆接可使用压铆,也可使用锤铆;
GB/T38825一2020 b 应根据压铆件的结构和铆钉的直径、数量、材料选用压铆机的型号; c 除非工程图样另有规定,安装后的实心铆钉锻头尺寸应符合表6规定表6安装后的实心铆钉徵头尺寸单位为毫米头对钉杆轴线锁头圆度铆钉直径嫩头直径锁头直径极限偏差锁头最小高度同轴度 2.0 2.8 士0,2 0.6 2.5 3,5 士0.25 0,75 p0.4 在铆钉锁头直径 3.0 4.2 士0.3 0.9 极限偏差内 3.5 4.9 士0.35 1.05 0.6 4.0 5,6 士0.4 1.2 5.12.2抽芯铆钉铆接抽芯铆钉铆接要求如下: 铆钉应按接收状态使用,不应用任何材料来润滑或清洗铆钉; a b 应按锦钉的种类及直轻大小选用合适的拉枪,载荷选择参考GBT3098.19, 将铆钉放人铆枪内,铆枪头贴紧钉头,确认铆钉与支撑面完全垂直后,进行铆接 c 5.12.3自动钻铆工艺自动钻铆工艺依据设备型号、加工的产品对象情况,按相关文件要求设置制孔窝的转速和进给参数压紧力、锦接力铆接完成后,宜使用丙酮(丁酮)等辅助材料对复合材料表面污迹或铅笔痕迹进行清理质量控制 6.1制孔的质量 6.1.1 锦钉孔示意图见图3,其各部位的质量应满足以下要求复合材料制件表面层无分层,孔人口处无分层,孔边缘无毛刺; a b 沉头窝与孔的同轴度不大于0.08mm: 孔壁损伤深度小于0.25mm,宽度不大于0.33mm,且不超过孔(惚窝)周长的1/4; d 清除孔叠层边缘毛刺复合材料制件孔出口边缘损伤允许范围见图4和表7,损伤包括分层、劈裂,孔边缘无毛刺,打磨清除孔边缘凸并补漆孔壁表面粗糙度见5.6.1 普通孔 b)沉头孔 a 图3铆钉孔 10
GB/T38825一2020 说明: 孔边缘损伤厚度 W -孔边缘损伤宽度图4孔出口边缘损伤范围表7孔边损伤允许范围单位为毫米铆钉直径 h(max) wmax 2.0 0. 1.3 2.5 0. 1.3 0.4 3,0 1.3 3.5 0.4 l.3 0.4 4.0 6.1.2复合材料钻孔人口面、孔壁、出口面不应有目视可见的分层,劈裂/撕裂、毛刺、过热、划痕、污染等 6.1.3孔径的边距、排距、垂直度等应符合工程图样要求 6.1.4复合材料钻孔后,可采用目视检查、测量检查和无损检测检查制孔质量,宜使用目视检查有公差要求的孔应用量具或塞规检查对重要受力部位连接孔应进行无损检测 6.2锲窝的质量惚窝质量的要求如下: 表面应光滑洁净,不应有分层和撕裂 a 锥角应与铆钉头锥角一致 b 椭圆度允许偏差不大于0.2mm,个别可为0.3 ,但数量不能超过一排窝总数的15%; mm， c d 深度应按照铆钉安装后的齐平度要求执行; 周围不应有钯窝限动器造成的工件表面痕迹 e fD 其他要求见5.7 6.3铆接的质量铆接质量的要求如下: a 检查铆钉的材料、牌号,垫圈的材料、牌号,铆钉应无缺陷,铆钉缺陷特征见GB/T116 b 检查铆接装配区应无毛刺、裂纹、工装压痕和其他缺陷; 检查铆钉数量是否存在漏铆,多铆 c d 检查沉头铆钉相对零件的凸出量; 检查铆钉徵头的尺寸,形状、是否存在损伤; 11
GB/T38825一2020 fD 检查铆接零件间的间隙; 检查铆接后复合材料制件是否存在表面划伤、印痕、腐蚀、胶缝边缘缺胶、溢胶流淌、零件错位 8 和外廓尺寸变形等问题; h)用塞尺检查钉头与零件表面间隙;凸头铆钉、平锥头铆钉、沉头铆钉钉头与结构件单面间隙大小应符合表8规定; 表8铆钉单面间隙值娜钉直径凸头娜钉单面间隙值平头铆钉单面间隙值沉头铆钉单面间隙值 mm mm 2.0 钉头与制件的间隙应不大于0.1 mmm，钉头与制件的间隙应不大于0.1mm 间隙超过0.1mm时 2.5 间隙超过0,lmm时: 0,12 不应屈过构成娜钉排的娜钉数 3.0 不应超过构成铆钉排的铆钉数的10%; 的10% 3.5 不应在2个连续的铆钉上; b 不应在2个连续的铆钉上不应在锦钉头圆周一半以上 4.0 0.2 检查抽芯铆钉钉杆、锁固环是否符合技术条件规定的位置要求; j检查抽芯铆钉钉杆切断的端头是否按图样和技术条件要求进行保护; 铆接完成后,应按要求对重要受力构件进行无损检测 12
GB/38825?2020 [1]GB/T152.1?í? [[2]GB/T3098.19?е?оí

民用飞机复合材料制件铆接要求GB/T38825-2020

1. 前言

随着航空工业的发展，越来越多的民用飞机采用复合材料制件。而复合材料在加工过程中需要进行铆接处理，以保证其强度和耐久性。

2. 铆接要求

根据GB/T38825-2020的要求，复合材料制件铆接应符合以下要求：

铆接操作前应对铆接部位进行清洁和除油处理；
应采用合适的钻孔方式，在不影响结构强度的前提下，尽量减少钻孔数量和直径；
使用的铆钉应该符合制造标准，并且表面光滑、无裂纹、毛刺和其他缺陷；
铆接时应使用适当的压力和速度控制，保证铆钉充分扩张并达到合适的预紧力；
在铆接过程中需要注意热变形和残余应力的问题，并在必要时进行补偿处理。

3. 铆接标准

GB/T38825-2020规定了民用飞机复合材料制件铆接的标准，具体包括铆接工艺、铆钉性能要求、铆接强度检验方法等内容。其中，铆接工艺要求详细描述了各个环节的要求和注意事项，铆钉性能要求则对铆钉的材质、尺寸、表面质量等方面进行了规定，铆接强度检验方法也给出了详细的测试方法和标准数值。

4. 结论

民用飞机复合材料制件铆接要求严格，需要符合相关标准和规范，以确保其安全性和可靠性。GB/T38825-2020为该领域提供了统一的标准和规范，对于设计和制造人员来说是一个非常有价值的参考。