При изготовление обводов из металлических листов листы подгоняются по обводам рубильников контрэталона ручной опи­ловкой. После изготовления обводов на монтажный эталон уста-

Рнс. 2. 77. Схема Рис. 2.78. Монтажный эталон крыла изготовления об- вода рубильника навливают стыковые узлы, увязывая их поло- по эталону по-

верхности: жение с обводами. Монтажный эталон обра-

1- эталон поверхно- батывается только по поверхности лекал, т.е. сти_: 2—деревянная в местах расположения нервюр, шпангоутов и

опалубка; 3-отвер- стрингеров.

стие для подвески

рубильника 4- цемент. Для расширения фронта работ при изго- 5-рубильник товлении технологической оснастки и повы-

6- целлофановая шения точности ее обработки монтажные эта- лента лоны делаются сборными. При членении мон-

тажных эталонов выделяются эталоны на отдельные сборочные единицы, образующие аэродинамические обводы агрегата. Со- ответственно находят применение монтажные эталоны узлов, па- нелей и деталей. Например, монтажный эталон хвостовой части фюзеляжа истребителя состоит из трех секций, семи панелей и двадцати пяти узлов, на которые изготовляют отдельные эта- лоны.

2.8. Взаимная увязка технологической оснастки

Сущность и выбор метода увязки

Изготовление деталей самолета и сборка из них узлов, пане- лей, секций и агрегатов вызывает необходимость согласования между собой формы и размеров заготовительной, сборочной и контрольной оснастки. Увязка эта достигается переносом формы п размеров деталей с помощью их жестких носителей. Метод увязки зависит, в основном, от типа самолета. Для самолетов легкого типа наиболее рациональным является эталонно-шаб- лонный метод увязки, чему способствуют небольшие габариты

68-

агрегатов, а следовательно, эталонов и контрэталонов при до­статочной точности их изготовления.

Принципиальная схема увязки технологической оснастки эталонно-шаблонным способом представлена на рис. 2. 79, кон­кретно увязка технологической оснастки представлена для кры­ла на рис. 2. 80.

Для самолетов среднего и тяжелого типа применяется увяз- ка технологической оснастки с помощью плаз-кондуктора и ин- струментального стенда. При этом методе исходными элемен- тами являются шаблоны ШКК и чертежи приспособлений, да- ющие координаты центров отверстий подвески рубильников относительно базовых осей самолета и агрегата. Принципиаль- ная схема увязки технологической оснастки с помощью плаз- кондуктора и инструментального стенда представлена на рис. 2. 81.

Перспективные вопросы совершенствования взаимозаменяе- мости в самолетостроении отражены в гл. 1 при описании под- готовки производства.

Метод координатно-аналитической увязки поверхностей агрегатов самолета двойной кривизны

Перспективным методом автоматизации подготовки произ- водства является комплексная увязка обводов, элементов кон- струкций и технологических баз агрегата на основе использова- ния электронно-вычислительной техники и современных координатных измерительных систем. Цифровая информация о

69-

размерах, форме, конструкции изделия переносится с чертежа непосредственно на* обрабатываемые детали, а информация о взаимном расположении отдельных плоских сечений агрегатов в пространстве —на сборочную оснастку в виде системы коорди- натно-фиксирующих отверстий (КФО).

Рис. 2. 80. Принципиальная схема эталонно-шаблонного способа для крыла:

/—плаз совмещенных сечений; 2—шаблоны контуров; 3—эталон поверхности; 4— контрэталои; 5—монтажный эталон; 6 и 7—слепки для изготовления пуансонов; 8— приспособления для контроля деталей; 9—эталоны узлов; 10—рубильники для стапелей; //—пуансоны для обшивочных деталей; 12—пуансоны для гибки профилей кар­каса; 13—формблоки; 14—калибровочные штампы; /5—приспособления для сборки узлов; 16—стапель для сборки крыла; /7—обшивочные детали; 18—профили каркаса;

20—узлы каркаса; 21—крыло самолета

Новый комплекс, построенный на сочетании принципа коор­динированной увязки сборочных баз агрегатов с аналитически­ми способами расчета сложных аэродинамических поверхностей называется методом координатно-аналитической увязки (МКАУ). Практически наиболее приемлемым направлением развития методов изготовления технологической оснастки явля­ется рациональное совмещение автоматических операций с руч­ными.

Разработка математических методов проектирования слож­ных поверхностей открыла широкие возможности для автомати-­

70-

зации расчетноплазовых работ. Обводы агрегатов задаются кривыми второго порядка, что создает возможность построения теоретических контуров расчетными методами определения и увязки геометрических параметров поверхностей. Участки по-

Рис. 2.81. Принципиальная схема увязки технологи­ческой оснастки с помощью плаз-кондуктора и инст­рументального стенда

верхности двойной кривизны агрегатов заменяются более про­стыми поверхностями, обладающими математическими законо­мерностями.

Поверхности, ограниченные контурами двойной кривизны, воспроизводят совокупностями продольных криволинейных об­разующих в цилиндрической системе координат, пользуясь ана­литическим методом подбора кривых второго порядка.

71-

Для агрегатов с. "прямолинейными образующими используют- способ аппроксимации опорных дужек математической линией,, состоящей из сопряженных участков кривых второго порядка.

Составленная для этой цели программа позволяет в процес­се расчета подбирать кривую и сравнивать ее с табличными дан­ными. При необходимости можно сузить участок, а затем рас­считать следующий, обеспечив сопряжение с предыдущим участ­ком. Аналитическую аппроксимацию произвольно заданных; поверхностей непрерывными функциями и составление таблиц: основных геометрических параметров агрегатов выполняют прю помощи заранее отработанных универсальных программ в вы­числительном центре предприятия на электронно-вычислитель­ных машинах (ЭВМ), например, «Урал-4» «Минск-32» и других..

Полученная информация дает возможность исследовать ха­рактер поверхности агрегата, степень плавности его обводов установить отсутствие зон с переменной кривизной и провести* другие виды анализа, чтобы получить оптимальные теоретиче­ские контуры агрегатов. Исходную информацию рассчитывают и- кодируют на быстродействующих малогабаритных ЭВМ, на­стольных клавишных вычислительных машинах. Для определе­ния координат точек контура и значения малок произвольных сечений поверхности агрегатов, координат стыковых точек по* разъемам на базе аппроксимированной поверхности разработа­ны алгоритмы типовых расчетов.

Математическое представление поверхностей агрегатов от­крыло реальную перспективу автоматизации процессов расчер­чивания теоретических контуров при помощи электронных коор­динатографов. Важным шагом в осуществлении комплексной* механизации плазово-шаблонных работ является внедрение си­стемы черлонов, которые представляют собой безразмерные специальные чертежи общего вида плоского конструктивного- узла или детали, выполненные в натуральную величину на полу­прозрачном пластике. Теоретический контур сечений, базовые- оси агрегата, оси элементов конструкции, линии ШВК, ШРД и другие вычерчивают на черлоне с помощью координатографа- или вручную по расчетным данным. Контуры деталей, образую­щих узел на черлоне, расчерчивают на основании эскизов, раз­рабатываемых ОКБ. Остальные элементы (сечения, виды, узлы, подписи, штампы и т. п.) конструктор выносит на отдельный» лист, оформляемый на кальке в любом масштабе по ЕСКД. Черлоны содержат полную числовую информацию о геометрии каждого сечения агрегата, что позволяет использовать их для воспроизведения всех элементов, конструкций, входящих в дан­ный узел, а также для снятия кальки чертежа машинным спо­собом. Черлоны обеспечивают взаимную увязку элементов кон­струкции узла в процессе рабочего проектирования изделия и дают возможность отказаться от изготовления основных шабло­нов ШКК и конструктивных плазов. Совмещение конструктор­-

72-

ских работ с плазовыми существенно сокращает подготовку 'Производства.

Использование черлонов весьма перспективно для автомати­зации программирования обработки сложных контурных дета­лей с применением фотоэлектрических следящих систем. Авто­матизация расчета и преобразования геометрических характе­ристик контуров в цифровую информацию позволяет весьма широко внедрять в самолетостроение оборудование с числовым программным управлением (ЧПУ).

При обработке деталей на оборудовании с ЧПУ построение поверхностей осуществляется непосредственно при изготовлении самих элементов конструкции, без предварительного изготовле­ния самих элементов конструкции, без предварительного изго­товления специальных носителей форм и размеров в виде эта­лонов, шаблонов, копиров и т. д. Оборудование с ЧПУ является базой для освоения производства самолетов новых типов. Обо­рудование с ЧПУ внедряется в заготовительно-штамповочное производство для раскроя листов, гибки труб, изготовление форм блоков, шаблонов, обтяжных пуансонов, ложементов и ру­бильников стапелей.

Элементы оснастки с переменной малкой обрабатываются на трехкоординатных станках с ЧПУ фрезерными головками с из­меняемым углом наклона режущих кромок, а объемная осна­стка обрабатывается сферическими фрезами по точкам, вдоль прямолинейных образующих поверхности. Исходными данными для расчета программы являются эквидистанты, взятые по центру сферы фрезы. Для симметричных профилей программу составляют только на одну половину контура, а вторую — обра­батывают по той же программе, переключая направление подач по одной из координатных осей на обратное.

Объемная оснастка, ограниченная сложными криволинейны­ми поверхностями, вызывает затруднения в программировании обработки, так как оно весьма трудоемко. Такую оснастку целе­сообразнее изготовлять на копировально-фрезерных станках, например, ЛР-163.

Эффективным средством снижения трудоемкости подготовки производства является сборка по координатно-фиксирующим отверстиям (КФО). По этому методу агрегаты самолета и их составляющие собирают на базе специальных отверстий, выпол­няемых в базовых элементах приспособления и в деталях кар­каса изделия, в стандартной координатной сетке плаз-кондук­тора (50X50; 25X25) или 10X10 мм. Эти отверстия вносят в чертеж изделия и координируют относительно осей самолета в определенной системе, благодаря чему они и получили название координатно-фиксирующих, а сам процесс сборки назван коор­динатным.

Количество КФО выбирается исходя из величины прогиба конструкции от собственного веса и внешних нагрузок, которую

73-

устанавливают в зависимости от величины допуска на нагру­женный контур агрегата. КФО в элементах каркаса сверлят и разделывают в заготовительном производстве по контурам уни­версально-подгоночных приспособлений на базе доведенного контура детали и с учетом фактически полученных размеров и деформаций. В монолитных элементах КФО выполняют при помощи кондукторных устройств и используют в качестве базы на станках ЧПУ. Данная схема технологического процесса обес­печивает выполнение размеров чертежа в пределах 2—3 классов точности. Координатная сборка требует расчленения замкнутых отсеков на открытые сборочные единицы. Это позволяет созда­вать компактные схемы стапелей с расположением фиксирую­щих элементов внутри собираемого объекта, что, в свою оче­редь, облегчает подходы к агрегату, облегчает закладку под- сборок и выемку готового изделия из стапеля.

Координатная сборка предусматривает комплексное исполь­зование системы КФО, что обеспечивает единые технологиче­ские базы на всех этапах производства, а именно: 1) установоч­ные базы при обработке деталей на станках с ЧПУ; 2) сбороч­ные базы при сборке узлов и панелей; 3) измерительные базы при прокладке коммуникаций и монтаже систем бортового обо­рудования; 4) стыковочные базы при стыковке крупногабарит­ных наборок и агрегатов.

Сборка по КФО широко сочетается на отдельных стадиях ра­боты со сборкой по СО, что требует строгого согласования обеих систем. В панелях одинарной кривизны увязка достигается ана­литическим путем в процессе расчета разверток обшивки.

В общем случае задача решается отработкой комплекта пла- зово-шаблонной оснастки (ПШО) в специальном координатном стенде. Эта методика увязки исключает необходимость изготов­ления эталонов поверхности и другой, объемной, оснастки, обра­зованной поверхностями второго порядка.

Изготовление и монтаж фиксаторов КФО на стапелях осу­ществляется при помощи координатно-расточных станков, плаз- кондукторов и инструментальных стендов без применения плазовых шаблонов. Это существенно повышает точность монтажа, так как изготовление и установка в пространстве крупногабарит­ных шаблонов связаны со значительными производственными погрешностями.

Для монтажа сборочных приспособлений и макетной оснаст­ки эффективными являются многопозиционные пространствен­ные стенды. Стенд представляет собой инструментальную систе­му координат, которая состоит из блока поверочных плит, име­ющих отверстия с шагом 50Х50⁰'⁰⁵ мм, и набора сменные кронштейнов с такими же отверстиями, которые служат для от­счета размеров по оси. Пространственные стенды значительна расширяют фронт работ при монтаже оснастки и обеспечивают высокую точность измерений по трем координатным осям.

74-