4 Достижение заданной точности и взаимозаменяемости при производстве самолетов

4.1 Общие положения теории точности производства

На этапе разработки самолета конструктор назначает размеры и их предельные отклонения в соответствии с необходимостью обеспечить наиболее эффективное функционирование всего летательного аппарата. Для самолетов и других летательных аппаратов характеристики геометрии (форма и размеры внешних аэродинамических обводов) имеют важное значение, т. к. они оказывают определяющее влияние на летные данные. В связи с этим, требования конструкторской документации к точности геометрии обводов очень жесткие. Так, отклонение обводов от теоретического контура составляют ± 0,5…2,0 мм при размерах сечения до 8…10 м. Кроме того, в качестве требования, например, по условиям эксплуатации (ремонтопригодности), может быть введено требование полной (и, прежде всего, геометрической) взаимозаменяемости по эксплуатационным разъемам. Таким образом, главной задачей производства является воспроизведение геометрии самолета (формы и размеров, как самолета в целом, так и его отдельных частей) по конструкторской документации, с высокой точностью размеров деталей и точностью взаимной увязки всех размеров деталей и сборочных единиц.

Форма и размеры деталей и сборочных единиц самолета образуются в процессе производства по схеме: размер, заданный в чертеже, с помощью различных технологических процессов переносится на детали, узлы, агрегаты. Задача технологов заключается в применении таких процессов, которые обеспечивали соблюдение требований конструкторской документации по точности и взаимозаменяемости.

Для сознательного управления точностью размеров при реализации технологических процессов необходимо выявлять и анализировать процессы возникновения и накопления производственных погрешностей, сопутствующих изготовлению деталей. Методы анализа этих процессов составляют предмет специфической области технологии машиностроения – теории точности производства

Согласно теории точности производства:

• под точностью размера принято понимать степень соответствия действительного размера его размеру, предусмотренному проектом; численное значение (оценка) этого соответствия называется погрешностью размера;

• под взаимозаменяемостью понимают свойство составных частей машин, которое обеспечивает возможность их сборки при производстве, а также замене при эксплуатации и ремонте без подгонки и доработки по месту при соблюдении технических требований, предъявляемых к изделию; уровень взаимозаменяемости принято оценивать погрешностью взаимной увязки (согласования) размера различных сопрягаемых элементов машины.

• под увязкой – процесс согласования геометрических параметров сопрягаемых деталей и собранных частей ЛА и геометрических параметров технологической оснастки для изготовления этих деталей и сборочных единиц летательного аппарата с целью переноса геометрической информации с первоисточников увязки на детали и сборочные единицы конструкции изделия.

Для самолета наибольшее значение играет геометрическая взаимозаменяемость. Она проявляется при производстве летательных аппаратов и распространяется на детали, узлы, более крупные сборочные единицы и при эксплуатации летательных аппаратов, их ремонте и замене изношенных деталей и сборочных единиц и распространяется она на аэродинамические обводы сборочных единиц, места их соединения, на разъемы, люки и т.п.

Наилучшим решением является достижение полной геометрической взаимозаменяемости, позволяющей осуществлять сборку в производстве и ремонте без дополнительной обработки, подгонки, подбора или регулировки. Однако, она требует значительных затрат, которые не всегда окупаются. Поэтому полная взаимозаменяемость имеет ограниченное применение в производстве летательных аппаратов. Более важно при изготовлении самолета обеспечить полную эксплуатационную взаимозаменяемость, так как дополнительные производственные затраты компенсируются снижением эксплуатационных расходов. В условиях реального производства, когда достижение полной взаимозаменяемости трудновыполнимо или экономически нецелесообразно применяют неполную геометрическую взаимозаменяемость. Неполная взаимозаменяемость может быть обеспечена за счет компенсаторов: технологических припусков на деталях, удаляемых при и, даже, после сборки частей самолета, регулировочных устройств, вводимых в конструкцию сборочных единиц. Дополнительные работы увеличивают трудоемкость сборки.

Правильное назначение уровня взаимозаменяемости, учитывающего объем выпуска, конкретные условия производства и эксплуатации позволяет:

• упростить сборку, снизить трудоемкость, повысить производительность труда при сборке;

• упростить техническое обслуживание летательного аппарата в процессе эксплуатации и ремонта;

• упростить процессы изготовления деталей;

• снизить требуемый уровень квалификации рабочих;

• создать условия и возможности широкой кооперации и специализации;

• повысить производительность труда на контрольных операциях за счет использования автоматизации процессов контроля.

Уровень геометрической взаимозаменяемости задается:

• точностью размеров и форм сопрягаемых элементов конструкции;

• точностью взаимной увязки (согласования) размеров элементов конструкции в зоне их сопряжения.

Выполнение требований по взаимозаменяемости, является достаточно сложной задачей, связанной с решением ряда проблем, обусловленных особенностями конструкции (сложностью форм, жесткими требованиями к геометрической точности, большими габаритами размеры, малой жесткостью большинства деталей и др.).

Для достижения (в некоторых изданиях применяется термин «обеспечения») геометрической взаимозаменяемости применяются специальные методы увязки геометрии, как деталей и сборочных единиц самолета, так и технологической оснастки на всех этапах переноса геометрической информации, которые характеризуются определенным сочетанием вида первоисточника увязки и вида средства увязки.

Принятый метод достижения взаимозаменяемости во многом определяет характер технологической подготовки производства, ее продолжительность и величину затрат на ее реализацию.

При подготовке производства увязка осуществляться по:

• теоретическим обводам узлов и агрегатов;

• сопрягаемым и стыковым поверхностям;

• по координатным и конструктивным осям;

• конструктивным и технологическим отверстиям.

Объектами увязки на предприятии выступают:

• детали, связанные с внешними обводами самолета;

• детали из труб и профилей;

• сборочные единицы самолета;

• технологическая обводообразующая оснастка (шаблоны, макеты и т. п.; заготовительно-штамповочная оснастка, станочная оснастка; сборочная оснастка, оснастка для контроля геометрии собранных изделий).