Pekarsh_A_I_Covremennye_tekhnologii_agregatno-s

-доступностьместсоединенияиконтроля; ремонтопригодность;

-виды соединений СЕ, возможность применения прессовой и автома тическойклепки, автоматическойсварки;

-применяемыйкрепеживозможностьсокращенияегономенклатуры;

-обеспечение качественной сборки без механической обработки и подгонки;

-возможность использования специализированных сборочных при способленийдлясборкиСЕклассификационныхгруппII—VI;

-возможность использования прогрессивных технологических про цессовиметодовсборки;

-возможность выполнения операций по герметизации и контролю герметичностивподсборках;

-корректностьвыбораметодовиспытанийиихсоответствиетребова ниямКДипараметрамСЕ.

Количественная оценка уровня производственной технологичности СЧ выражается показателем, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требований к технологичности СЧ, и применяется для определения достигнутого в процессе проектирования СЧ уровня технологичности, а также при сравнении нескольких вариантовконструкциидлявыбораоптимального.

Количественная оценка обязательна по номенклатуре показателей, установленных в ТУ на самолет и его СЧ, в остальных случаях проводится по усмотрению предприятия-разработчика.

Основным критерием для количественной оценки уровня производственной технологичности СЧ является их технологическая себестоимость. Оценка технологичности - проверка соответствия спроектированнойСЧусловиютехнологичностиСЧ.

Условие технологичности конструкции СЧ - себестоимость конс-

трукции вновь проектируемой СЧне превышает себестоимости конструкций существующих СЧсоответствующейклассификационнойгруппы:

(3.1)

ВкачествесуществующихСЧвыбираются:

-базовая СЧ, выполняющая одинаковые функции с вновь проектируемойСЧиимеющаяаналогичнуюснейконструкцию;

-идентичная СЧ, выполняющая одинаковые функции с вновь проек тируемойСЧ, ноотличающаясяотнееконструктивно.

Эффективность решений, обеспечивающих заданные показатели производственной технологичности СЧ, оценивается комплексно, с учетом взаимозависимости их с другими требованиями, предъявляемыми к уровнютехнологичностиконструкциипланераисамолетавцелом.

Общие требования к производственной технологичности конструкции деталей, входящих в СЕ, собираемые по отверстиям

Отработкаконструкциидеталинатехнологичностьпроводитсякомплексносучетом:

-рациональностиисходнойзаготовки;

-трудоемкоститехнологическихпроцессовизготовлениядеталииих освоенностипредприятием-изготовителем;

-возможности максимального использования для изготовления дета лиоборудованиясЧПУ;

-влияния конструкции детали науровень производственной техноло

гичностиСЕипланеравцелом.

При использовании станков с ЧПУ программы для изготовления деталей, выходящих на теоретические обводы или имеющих с ними размернуюсвязь, следуетразрабатыватьпоэлектронныммоделямдеталей.

Поверхности деталей, выходящих на теоретические обводы агрега-

тов, контролируются на контрольно-измерительных машинах или шаблонами, изготовленными на станках с ЧПУ по тем же исходным данным, чтоитеоретическиеобводы.

Общиетребованиякконструкциидеталиследующие:

-конструкция детали должна содержать максимально возможное ко личество стандартных, унифицированных между собой элементов или бытьполностью заимствованной (примодификациях);

-точностьразмеровишероховатостирабочихповерхностейдетали, СО иБОдолжныбытьфункциональнообоснованы, адлявспомогательных поверхностейдеталиэкономическицелесообразны;

-система задания баз и простановки размеров должна обеспечивать применимость средств обработки и контроля, наиболее рациональ ныхпризаданнойпрограммевыпускадеталей;

-заготовкадолжнабытьрациональнойсучетомзаданнойпрограммы выпуска, формиразмеровдетали;

-для однотипных деталей следует предусмотреть возможность их из готовления изунифицированной заимствованной заготовки.

Общие требования к производственной технологичности СЕ, собираемых по отверстиям

Для обеспечения производственнойтехнологичности СЕ следует выполнятьследующиетребования.

1.Выполнятьконструктивно-технологическоечленениепланерана агрегатыиотсеки, обеспечивая:

-оптимальные циклы изготовления отдельных агрегатов и отсеков, сборкисамолетавцелом;

-максимальную технологическую законченность в агрегатах и отсе кахсборочныхимонтажныхработ;

-унификациюСЕдлявсегосемействасамолетов.

2.Выполнятьтехнологическоечленениеотсековиагрегатовнасек ции, панелииузлывыполнять, обеспечивая:

-минимальноеколичествостыковвконструкцииагрегатовиотсеков;

-возможностьмаксимального применения автоматизированного обо рудованиядлявыполнениясоединений.

3.Обеспечивать доступ исполнительных органов оборудования в зону выполненияопераций.

4.Для отсеков фюзеляжа замкнутого типа предусматривать воз можностьтехнологическогочленениянаоткрытыеСЕ, адляагрегатов типанесущихплоскостейнаносовую, хвостовуюикессоннуючасти.

5.Длякаждогоагрегатанеобходимоназначатьспециальныеконструк торскиебазы; недопускаетсясовмещатьстроительныеплоскостикрыла игоризонтальногооперения(приихзначительнойстреловидностииVобразности) состроительнымиплоскостямифюзеляжаивсегопланера.

6.ВЭМсборки, электронных(ЧЭ) ибумажныхчертежахнеобходи мо отражать материализованные в виде элементов конструкции, реперныхточекконструкторскиебазы, относительнокоторыхзадаются всеразмеры, подлежащиеконтролю.

7.В конструкции СЧв качестве технологических базпредусматри вать СО и БОв соответствии скартамисогласованияусловийпостав ки деталей. Приэтомс целью обеспечения высокой точности базиро ванияотверстияследуетвыполнятьнаобрабатывающихцентрахтипа

«Handtmann», «Torresmill», «Torresdrill».

8.Предусматриватьгарантированныезазорыпопродольнымипопе речнымстыкамобшивокипанелей. Величинузазоровследуетзадавать изусловиямеханизированногонанесениягерметикаприихзаполнении.

9.Обшивки рекомендуется выполнять цилиндрической или кони ческойформы, поперечные ипродольные стыки - прямолинейными.

10.Стыкипоясовшпангоутовследуетрасполагатьвзонестыкапанелей

всоответствиисосхемойконструктивно-технологическогочленения.

11.Предусматриватьширокоеиспользованиевконструкцииплане ракрепежных элементовдляавтоматическойклепки, атакжекрепеж ных элементов повышенного ресурса и герметичности. В местах с труднодоступным подходом рекомендуется максимально использо ватьодносторонниекрепежныеэлементы.

Содержание работ по обеспечению технологичности конструкции деталей и СЕ на проектных стадиях создания самолета

Процесс отработки конструкции самолета на технологичность начинается с проработки предприятием-разработчиком исходных требований по технологичности и включения их в ТЗ на выполнение комплекса

опытно-технологических работ (ОТР), технических предложений (ТП), опытно-конструкторскихработ(ОКР).

ПрипроведенииОТРвыполняютсяследующиеработы:

-оценка передовой отечественной и зарубежной технологии; сбор и анализданныхподостигнутому вотраслиуровнютехнологичности длясамолетовданногокласса;

-прогнозированиебазовыхзначенийпоказателейтехнологичности;

-формирование перечня конструкторско-технологических проблем созданиясамолетовданногокласса;

-проведениенеобходимыхопережающихисследований.

При выполненииТП (аванпроекта) проводятся следующиеработы:

-определениелучшихотечественных изарубежныхконструкторских итехнологическихрешенийприменительнокпроектируемымдета лямиСЕ;

-формирование вариантовосновных конструкторских решений дета лейиСЕсучетомтребованийтехнологичности;

-сопоставление возможных вариантов конструкторских решений де талей и СЕ с организационно-техническими возможностями пред приятия-изготовителя;

-выявление и технико-экономическое обоснование необходимости проведения технических, организационных и других мероприятий, обеспечивающих изготовлениепроектируемыхдеталейиСЕвуста новленныесрокиивзаданномобъеме;

-экспертизаматериаловТП(аванпроекта) иразработказаключенияо технологическойреализуемостипредлагаемых конструкторскихре шенийдеталейиСЕ.

Опытно-конструкторские работы включают в себя разработку эскизного, техническогоирабочегопроектов.

На стадиях разработки эскизного и технического проектов выполняютсяследующиеработы:

-конструктивно-технологический анализ соответствия принимае мых конструкторских решенийрекомендациям попроектированию и заключению о технологичности, разработанным на предыдущей стадии;

-сравнительныйанализтехнологических возможностейпредприятияизготовителя и требований, заложенных в конструкторскую доку ментацию, выявлениенеобходимостиосвоенияновыхтехнологичес кихпроцессовисредствтехнологическогооснащения(СТО);

-оценка технологичности разрабатываемых конструкторских реше ний с учетом рекомендаций по проведению качественной оценки и укрупненный расчет технологической себестоимости по действую щейвотраслиметодике;

-уточнениеперечняпроблемныхвопросовпоматериалам, методами средствамизготовления, контролю, испытаниям;

-разработказаключенияопроизводственнойтехнологичностипорезуль

татамэкспертизыматериаловзавершенногоэтапапроектирования. На стадии разработки рабочей конструкторской документации вы-

полняютсяследующиеработы:

-технологически ориентированное проектирование деталей и СЕ на базе использования как освоенных на предприятии-изготовителе конструкторско-технологических решений (КТР) (обеспечение тех нологическойпреемственности), такиперспективныхКТР;

-реализация рекомендаций по технологичности, разработанных на предыдущихэтапахпроектирования;

-оценкатехнологичности конструкции самолета впроцессе проекти рования;

-технологический контроль конструкторской документации на изго товлениеопытногообразцаприпередачедокументацииотпредпри ятия-разработчика предприятию-изготовителю;

-корректировка конструкторской документации по результатамизго товленияопытныхпартийдеталейиобразцовСЕивыполненияэкс периментальнойотработкитехнологическихрешений;

-определениефактически достигнутых показателей технологичности всерийномпроизводстве.

Выбор и назначение базовых отверстий

Выбор и назначение БО производится в процессе разработки электронных моделей и электронных чертежей СЧ. БО располагаются в плоскостях СЧ, используемых для базирования других СЧ, на базовых осях или на расстояниях от базовых осей, кратных 50 мм (допускается использовать расстояния, кратные 25 или10 мм).

В порядке исключения разрешается размещать БО в местах расположенияотверстийподкрепежныеэлементы(болты, заклепкиит.п.).

Количество БОдолжнобыть:

-неменеедвухвпоясахтиповыхимакетныхшпангоутовфюзеляжа габаритными размерами до 1500 мм, не менее трех - в поясах типо выхимакетныхшпангоутовсвыше1500 мм;

-не менеетрех - в поясах силовых шпангоутовфюзеляжа;

-не менеедвух - в стойкахили стенкелонжеронапоместу установки макетныхнервюр.

Критерием выбора количества и расположения Б О являются про-

гибы деталей и в целом собираемой СЕ от собственного веса и технологических нагрузок. Прогибы определяются в результате оценки жесткости каркаса сборочной оснастки и не должны превышать 1/3 допусканавнешнийконтурСЕ.

При размещении БО в стенке лонжерона сборной конструкции предусматривается усиление конструкции технологическими накладками (уголками, стойками) с креплением их в местах расположения крепежных элементов конструкции технологическими болтами. После окончаниясборкиСЕтехнологическиенакладкиснимаются.

В местах расположения БО в монолитных узлах предусматриваются усиления в виде бонок (рис. 3.5), назначаемых из условия прочности.

Выбор и назначение сборочных отверстий

СО выбираются из числа отверстий, предназначенных для установки в конструкциизаклепок, болтовидругихкрепежных элементов.

СО следует назначать в местах, не подвергающихся деформации (гибке, подсечке, отбортовке и пр.) в процессе штамповки. Сверлить СО следует после придания деталям окончательной формы. В противном случае возможно искажение формы отверстий и положения их относительно друг друга и конструктивных контуров. Допускается сверление плоских листов пакетом, если последующая деформация незначительна (листы обшивок имеют малую кривизну). СО выполняютсядиаметром3,1 ммсполемдопускаHI2.

Шаг СО назначается согласно табл. 3.2. Для жестких деталей с плоскими сопрягаемыми поверхностями допускается увеличение шага СО до700 мм.

Классификацияитипизациясборочныхединицпо методамсборкипоотверстиям

Конструктивно-технологические факторы, определяющие возможность применения методов сборки по отверстиям.

Применения того или иного метода сборки по отверстиям обуславливается рядом факторов, зависящих от конструктивно-технологичес- ких характеристик объектов сборки, экономической целесообразности их использования и производственных условий на предприятии-изго- товителе.

Под выбором метода сборки по отверстиям понимается выбор вида (СО, БО) и количества отверстий, выполненных в сопрягаемых деталях или в деталях и элементах сборочной оснастки, обеспечивающих собираемость СЧ самолета с требуемой точностью. Шаг и диаметр отверстий в сопрягаемых деталях и элементах сборочной оснастки должныбытьувязаны.

Технология сборки и монтажа самолетных конструкций, включая выбор метода сборки, схем сборки, технологической последовательности выполнения операций, состава и количества сборочной и конт- рольно-испытательной оснастки, оборудования и инструмента, в значительной степени зависят от конструкции собираемых изделий и ее

особенностей. Здесь речь идет, прежде всего, о структурных свойствах самолетакакобъектапроизводства:

-степени членения планерана конструктивно-технологические само стоятельныечасти;

-жесткостидеталейиподсбороксобираемыхСЕ;

-габаритных размерах, взаимном расположении и требованиях пере мещенияэлементовконструкции;

-формесопрягаемыхповерхностейсоединяемыхдеталейиподсборок;

-характеристикеэлементовкаркаса;

-функциональномназначенииотдельныхэлементовконструкции;

-степениточностивыполненияразмеровиформ;

-степенипроизводственнойиэксплуатационнойвзаимозаменяемости. Степень членения планера. Рациональное членение планера самолета

на самостоятельные СЕ закладывается в конструкцию на этапе проектирования изделий и разработки директивных технологических материалов (ДТМ). Необходимость членения планера самолета на отдельные узлы, панели, секции, отсеки и агрегаты обусловлена введением конструктивныхиэксплуатационныхразъемовистыков, обеспечивающих:

-удобство транспортировки иобслуживания, быструю иудобную за менумалоресурсныхчастейсамолета;

-упрощениетехнологическихпроцессовсборкиимонтажа;

-расширениефронтаработ;

-использованиесредствмеханизациииавтоматизации.

При этом принимаются во внимание требования обеспечения прочности и живучести конструкции, изменение массы и аэродинамическиххарактеристиксамолета.

На практике рациональность принятого варианта членения конструкции планера самолета оценивают путем сравнения технико-эко- номических показателей конструкций с различной степенью ее членениянасамостоятельныесборочныеединицы.

От степени членения планера самолета на самостоятельные СЕ зависят объемы сборки различными методами. Так, при членении планера самолета на агрегаты и отсеки возможна лишь сборка в специальных стапелях с базированием жестких элементов каркаса по Б О; объемы сборки по БО в сборочной оснастке упрощенной конструкции и сборки по СО значительно возрастают, если в конструкции планера выделенынетолькоотдельныеагрегатыиотсеки, ноинасекции, пане-

ли и узлы. В этом случае подходы к местам расположения отверстий становятся более удобными; их взаимная увязка может быть осуществленаболеепростымисредствами.

ЖесткостьдеталейиподсбороксобираемыхСЕ. Взависимостиотжест-

кости деталей, входящих в состав сборочной единицы, и способов их соединениямеждусобойвозможноиспользованиесборкипоСОилипоБО.

Панели с жесткой обшивкой и менее жесткими элементами каркаса (стрингерами, полунервюрами, сегментами шпангоутов) собирают по СО. Обшивка в этом случае используется как основная базовая деталь, в ней сверлят СО, по которым при сборке устанавливают (базируют и фиксируют) элементы каркаса.

Если панели имеют жесткий каркас и нежесткую обшивку, для сборки используют БО. Детали каркаса (полунервюры или сегменты шпангоутов) устанавливают по БО упрощенного сборочного приспособления, азатемнакаркасбазируютификсируютобшивку.

Форма сопрягаемых поверхностей соединяемых деталей и подсборок.

Конструкции панелей, у которых детали внутреннего набора непосредственно контактируют с поверхностью обшивки, являются наиболее удобными для осуществления сборки по СО и БО. Плоские панели

иузлы, а также панели небольшой одинарной кривизны обладают еще

итем преимуществом, что позволяют сверлить СО в обшивке по шаб- лон-разверткеилиприобработкеконтуратакойСЕнастанкахсЧПУ.

Наличие на панелях поверхностей двойной кривизны требует сложных средств увязки СО, что ведет к увеличению стоимости средств технологического оснащения и самой сборки. График удельных затрат

взависимости от относительной кривизны панелей, приведенный на рис. 3.7, показывает, что чем больше кривизна, тем больше удельные затраты на изготовление панели. На этом же графике нанесена кривая затрат при сборке панелей по БО, показывающая, что кривизна панели оказывает существенное влияние на выбор вида баз - отверстий (СО или БО) при одном и том же внутреннем наборе панели. При наличии

вконструкции панелей компенсирующих элементов между обшивкой и деталями внутреннего набора сборка подобных конструкций по СО и КФО возможна, но потребует введения по одному и тому же сечению большого числа СО и БО: не менее двух отверстий на каждый компенсатор. Это приводит к усложнению средств увязки СО и БО и увеличениютрудоемкостиизготовлениясобираемыхдеталей, асборка

по БО требует создания такого сборочного приспособления, которое по сложности близко к конструкции приспособления для сборки с базированиемотнаружнойповерхностиобшивки.

Удобство подходов к местам соединений. Конструкции многих отсе-

ков и агрегатов планера самолета имеют замкнутую форму, а также тенденцию к уменьшению относительных размеров поперечных сечений. Так, например, относительная толщина профиля крыла достигает всего лишь 8-15%. Подходы к местам размещения крепежных деталей, к деталям внутреннего силового набора для таких конструкций затруднены. Это вызывает значительные трудности при сборке любым из методов, особенно при сборке по БО. Оценку возможности сборки по БО подобных конструкций следует производить из условия обеспечения подходов к местам расположения БО и постановки фиксаторов. В противном случае надо использовать сборку от поверхности каркаса илиотнаружнойповерхностиобшивки.

Точность размеров и форм конструкций. Одним из основных показа-

телей качества сборки конструкций самолета является уровень геометрических отклонений от теоретически заданных размеров и форм, которые получаются в результате реализации технологических процессов изготовления.

Влияниеобъемовпроизводства на выборметодасборки. Призапуске в производство новых самолетов важным моментом, оказывающим влияние на выбор методов сборки, является учет объемов выпуска новых изделийипредполагаемаяпродолжительностьихизготовленияпогодам. Затраты, понесенные в период подгонки производства и серийного изготовления, которые, обеспечивая заданный уровень качества изделий и их выпуск к определенному сроку и в заданных количествах, должны быть такими, чтобы достигалась общая экономическая эффективностьпроизводства.

Мерой экономической целесообразности применения того или иного метода сборки служит технологическая себестоимость, рассчитанная для определенных объемов выпуска изделий по годам. Технологическая себестоимость при прочих равных условиях будет меняться в зависимости от принятого метода сборки, так как метод сборки определякт затраты живого и овеществленного труда и составляет значительнуюдолюотсебестоимостивыпускаемыхизделий.

Влияние технического уровня производства на выбор метода сборки.

При каждом методе сборки предъявляют особые требования к качеству поставляемых на сборку деталей, уровню точности изготовления и монтажа сборочной оснастки. Эти требования отражаются в схемах увязки геометрических форм и размеров деталей и оснастки, реализуемых с помощью тех средств, которыми располагает на данный момент предприятие-производитель.

Группирование СЕ, собираемых по отверстиям

Системный подход к разработке любой сложной в техническом отношении проблемы требует проведения предварительных подготовительных работ, обязательным элементом которых является группированиеиразработкаклассификаторов.

Учитывая многообразие конструктивных решений и их оформления при проектировании самолетов, а также объективные пределы применимости методов сборки необходимо располагать такой классификацией объектов сборки, которая соответствовала бы основным требованиям методов сборки и позволяла бы произвести разработку типовых технологических процессов сборки и типовых конструктивных схем технологической оснастки для изготовления деталей и сборки изделий, атакженепротиворечилабыобщепринятымправилам.

Из всего множества признаков классификации объектов сборки планера самолета наиболее приемлемыми, оказывающими влияние на методсборки, являютсяследующие:

-участиевобразованииобводасамолета;

-видигеометрическиеформыобъектовсборки;

-выполняемые СЕ функции в конструкции планерасамолета.

Сучетом указанных признаков на рис. 3.12 приведены СЕ планера, рекомендуемые для сборки по отверстиям. Традиционно в конструкции планера самолета выделяют следующие виды СЕ: узлы, панели, секции, отсеки и агрегаты. В предлагаемом классификаторе объектов сборки эти частипланерасамолетасоставляютсамостоятельныеклассы.

Силовые установки (двигатели различной конструкции), электро-, радио- и другое бортовое оборудование представляют собой самостоятельные объекты производства, изготавливаемые на специализированных предприятиях, и для их классификации должны быть использованыиныесистемы.

Первым видом СЕ являются узлы планера самолета. По принятой в самолетостроении терминологии под узлом понимают часть конструкции планера самолета, законченную в технологическом отношении и состоящую из двух или более деталей, соединяемых между собой одним из видов соединения (сваркой, склеиванием, заклепками, болтами, винтами и др.). Согласно этому определению к числу узлов относится большая номенклатура частей конструкции планера самолета: нервюрыишпангоуты, балкиилонжероны, стеллажииполки, сборныекрон-