4.4.5 Достижение взаимозаменяемости программным методом

Данный метод относится к наиболее современным способам достижения (обеспечения) взаимозаменяемости при производстве самолетов. В качестве первоисточника геометрической информации принимается компьютерная математическая трехмерная модель сборочной единицы (в идеальном случае всего самолета), которая создается с помощью специальных программ трехмерного графического моделирования. Такие программы позволяют рассчитывать координаты точек на поверхности элементов конструкции с очень высокой точность (до 0,01 мм и даже выше), ограниченной только вычислительными возможностями ЭВМ.

Перенос геометрии из базы данных компьютера на детали самолета и технологическую оснастку осуществляется с помощью универсальных станков с числовым программным управлением. Управляющие программы для таких станков создаются с помощью специальных подпрограмм, работающих во взаимодействии с трехмерной геометрической моделью. Применение таких средств позволяет с достаточно высокой точностью (погрешность до 0,15…0,25 мм) изготавливать детали самолета или оснастку со сложной формой поверхностей. В этом случае отпадает необходимость применять шаблоны. Происходит возврат к методам, основанным на применении системы допусков и посадок. Кроме того, возможно моделирование для листовых деталей пружинения и пластического деформирования исходной заготовки и, становится возможным, изготовление заготовительно-штамповочной оснастки с учетом этих факторов, влияющих на точность штампованных деталей.

Для обеспечения сборочных работ (например, для монтажа сборочного оснащения без применения монтажных эталонов) с помощью данного метода увязки в настоящее время необходимы специальные позиционирующие устройства, работающие также под управлением программ, взаимодействующих с трехмерной геометрической моделью.

Контроль геометрии деталей и сборочных единиц также возможен с применением трехмерной компьютерной модели их геометрии. Для этой цели в настоящее время используются координатно-измерительные машины, сопряженные с компьютером. Наиболее совершенными устройствами такого типа являются машины: типа «ломающаяся рука» с тактильными датчиками (например, фирмы «Ромер») и лазерные координатные устройства (например, типа «Треккер» фирмы «Лейка»).

Разнообразие конструкций деталей и сборочных единиц в самолете, широкий диапазон требований к точности размеров и форм, возможности методов изготовления деталей, технологического оснащения и сборочной оснастки в реальных условиях вынуждают применять практически все упомянутые методы в различных комбинациях. Однако наибольшее распространение на отечественных самолетостроительных предприятиях получил последний метод – метод зависимого образования форм и размеров, позволяющий с наименьшими затратами времени и средств обеспечить выпуск летательных аппаратов. Несмотря на его недостатки, этот метод применяется и сейчас, и будет применяться в ближайшее время. С течением времени его постепенно будет заменять метод независимого образования форм и размеров на основе математических компьютерных моделей, оборудования с ЧПУ и координатно-измерительных машин