Міністерство освіти і науки Російської Федерації
Федеральне агентство з освіти ГОУ ВПО
Комсомольський-на-Амурі Державний Технічний Університет
Кафедра: Літако-і вертольотобудування
Факультет: Авіа-і кораблебудування
Курсовий проект
з дисципліни "Проектування технологічних процесів зборки"
тема: "Технологія складання літака"
Студент групи 5тс: Бєлоусов О.Г.
Викладач: Гусєва Р.І.
Комсомольськ-на-Амурі
2005
Зміст
Введення
1. Складання схеми членування
2. Конструктивно-технологічний аналіз конструкції
3. Схема складання
4. Способи базування
5. Вибір методу взаємозамінності
6. Таблиця умов поставки деталей на складання
7. Розрахунок очікуваної точності
8. Розробка технологічного процесу складання
9. Циклової графік складання
10. Технічні умови на складальне пристосування
11. Розрахунок на жорсткість поздовжньої балки складального пристосування
12. Висновок
Список використаної літератури
Введення
Виготовлення планера літака починається з виготовлення деталей і завершується складальними роботами вузлів, агрегатів, проведенням стикувальних і монтажних робіт на готовому виробі.
В даний час один з головних елементів продуктивного процесу виготовлення авіаційної техніки вважається складальне виробництво. Основними факторами, що визначають специфіку складальних робіт у літакобудуванні, є:
многодетальность планера, а також велика різноманітність вживаних конструкційних матеріалів. Це призводить до різноманітності технологічних процесів та засобів їх оснащення, ускладнює планування, контроль і облік складальних робіт;
складність виробничих форм і мала жорсткість більшості елементів конструкції планера, з-за яких стає необхідним застосування численною і складної технологічної оснастки;
високі вимоги до якості літака в цілому і його окремих елементів, для забезпечення яких необхідні новітні методи контролю, включаючи спеціальне обладнання;
широке кооперування виробництва істотно ускладнює вирішення питань забезпечення точності та взаємозамінності елементів конструкції планера;
часта зміна об'єктів виробництва через швидкого морального старіння авіаційної техніки.
Тривалість і трудомісткість складальних робіт залежно від типу літака становить від 30-56% усіх виробничих трудовитрат. Складальні і монтажні роботи охоплюють збірку планера, монтаж обладнання та силових установок, монтаж систем управління польотом і злітно-посадкових коштів, аеродромні роботи з підготовки літака до льотних випробувань і здача його замовнику. Складально-монтажні роботи характеризуються складністю виконуваних робіт, порівняно невисоким рівнем механізації технологічних операцій складання і монтажу, що тягне за собою велику трудомісткість виготовлення продукції, невисокий рівень продуктивності праці.
Складальні роботи залежно від виду можна підрозділити на вузлову збірку - складання вузлів (лонжерони, нервюри, шпангоути, стулки люків); агрегатну - збірка відсіків, агрегатів, секцій планера; загальну складання літаків - збірку-стикування окремих агрегатів у ціле виріб і проведення нівелірної робіт.
Вибір технологічного оснащення залежить від технологічного процесу складання, застосовуваного методу забезпечення взаємозамінності і точності складальної одиниці. Проектування технологічного процесу і засоби оснащення складання здійснюється з урахуванням факторів, що роблять на них вплив.
Курсовий проект присвячений розробці технології складання полуотсека фюзеляжу. Він включає: схему членування полуотсека фюзеляжу; спосіб базування для даного агрегату; послідовність складання; конструктивно-технологічний аналіз; метод забезпечення взаємозамінності; умови поставки деталей на складання; розрахунок очікуваної точності складання; технологічний процес складання; циклової графік збірки; розрахунок на жорсткість поздовжньої балки складального пристосування.
1. Складання схеми членування
На схемі членування представлені деталі і вузли зібраного агрегату, і їх кількість.
Малюнок 1 - Схема членування
2. Конструктивно-технологічний аналіз конструкції
Стикові шпангоути складаються з трьох секцій Т-подібного перетину. Надходять після вузлової зборки з отворами ОСБ та ПЗ. Матеріал шпангоутів - Д16-Т.
Силові шпангоути виконані з матеріалу АК-6. Надходять після вузлової зборки з отворами КФВ та ПЗ.
Верхня і нижні панелі клепаной конструкції складаються з обшивки, поздовжнього стрингерні набору і поперечного набору у вигляді полушпангоутов. Надходять на складання повністю зібраними з обрізаними крайками і торцями.
Стикові стрингери уголкового перетину.
3. Схема складання
Залежно від класу літака можливе збирання:
Недиференційована - тобто збірка проходить з одних деталей (не вузлів, не деталей практично немає).
Збірка йде в одному складному пристосуванні, застосовується праця висококваліфікованих робітників. Цей тип збірки застосовується для індивідуального і дослідного виробництва.
Диференційована - складання агрегату в основному йде з панелей і вузлів. Застосовуються нескладні складальні пристосування, і використовується збирачі низької кваліфікації (2, 3 розряд).
У літако-і вертольотобудування розглядаються дві основні схеми агрегатної збірки: послідовна і послідовно-паралельна.
Послідовна збірка відноситься до нерозчленованої на секції і панелі конструкції літака. Збірка йде в одному складному складальному пристосуванні.
При цій схемі збірки трудомісткість і цикл складальних робіт найбільші, створюються незручні умови праці для складальника, на складання надходить велика кількість деталей.
Послідовно-паралельна схема складання відноситься до збірки розчленованої на панелі й вузли конструкції, але після першого етапу складальних робіт приступають до з'єднання - стиковці панелей і вузлів один з одним, а потім в отриманому виробі проводять монтажні роботи.
Цикл і трудомісткість в такому випадку менше, ніж при послідовній роботі телефону, також створюються нормальні умови праці для збирачів. Таким чином, для даного відсіку найбільш прийнятна диференційована схема збірки (а саме послідовно-паралельна).
Рисунок 2 - Схема зборки
4. Способи базування
Базування визначає очікувану точність вузла чи агрегату. Тому необхідно вибрати той метод базування, який забезпечував би при складанні задану точність при мінімальних витратах на устаткування
Збірка представляє собою сукупність операцій з установки деталей в складальне положення і з'єднання їх у вузли, панелі, агрегати і літак в цілому.
Удосконалення технології складально-монтажних робіт у літакобудуванні залежить від обраного способу базування елементів конструкції щодо інших елементів.
Прийнятий метод складання та метод базування зумовлює структуру всього технологічного процесу складання, склад технологічного та контрольного обладнання, рівень очікуваної точності готового виробу.
Розрізняють такі способи базування при вузловий та агрегатної складанні:
1) за місцем деталі в конструктивному контурі вироби (МДКК);
2) за складальним отворам (СО) в елементах вироби і оснастці;
3) по розмітці;
4) за координатно-фіксуючим отворам (КФВ);
5) у складальному пристосуванні з базових елементів самого складального пристосування;
6) базуванням по зовнішній поверхні обшивки (ВПО);
7) по поверхні каркаса;
8) по складальних отворам (СО) і базовим отворам (БО) стапеля.
Розглянемо способи базування при агрегатної зборки.
Базування по зовнішній поверхні обшивки.
Цей метод базування відноситься до прямого методу і знаходить широке застосування в складальних роботах, тому що дає найвищу точність зборки.
Складальна база в цьому випадку є робочі поверхні рубильників стапеля, які утворюють відбитий вид контуру аеродинамічних обводів планера.
Цей спосіб базування дає найвищу точність складання (в межах 0,4 мм).
Базування по поверхні каркаса.
Цей спосіб базування відноситься до непрямих методів базування, при якому теоретичний контур зовнішніх обводів агрегату не стикається з поверхнями складальних баз стапеля.
Цей спосіб більш трудомісткий, ніж базування по зовнішній поверхні обшивки, і менш точний (точність складання лежить в межах 2,5 мм).
Базування по поверхні каркаса в основному застосовують при складанні непанелірованних відсіків і агрегатів легких літаків і вертольотів, конструкцій зі стільниковим заповнювачем.
Базування по складальних і базовим отворам стапеля.
Складальної базою при цьому способі базування є поверхні базових елементів стапеля і на додаток до них БО в базуються елементах, і базових елементах стапеля.
При цьому базуються елементи виробу сполучаються з базовими елементами по обмежених ділянках поверхні в зоні розташування БО, тому форма базових елементів дуже мало або зовсім не залежить від форми елементів виробу.
Точність цього способу збирання лежить в межах 0,6 - 1,0 мм.
Розроблюваний відсік фюзеляжу відноситься до третьої зони допусків і не вимагає великої точності складання. Тому при складанні застосовуємо спосіб базування по поверхні каркаса із застосуванням універсальних рубильників.
5. Вибір методу взаємозамінності
У літакобудуванні для забезпечення взаємозамінності складальних контурів застосовують пов'язані (залежні), незв'язані і незалежні методи. Крім того, при виробництві літаків і вертольотів використовується контрольна (еталонна) і технологічна оснащення.
Зв'язаний або залежний метод взаємозамінності складальних одиниць грунтується на використанні контрольної (або еталонної) і технологічної оснастки. При цьому контрольна і технологічне оснащення для різних агрегатів узгоджується (або ув'язується) між собою для компенсації похибок розмірів складальних контурів (але не окремих деталей).
Такий метод використовують для складання деталей, що володіють малою жорсткістю, тобто для складання літакових контурів.
При незв'язаному методі етапу контрольної оснастки немає, тобто за кресленнями вироби відразу виготовляють технологічне оснащення. При цьому узгодження розмірів, як в деталях, так і в складальних контурах не проводиться.
Такий метод використовують при складанні жорстких деталей і вузлів типу циліндрів стійки шасі. У цьому випадку необхідно виготовляти деталі з високим ступенем точності. Для контролю точності розмірів використовується універсальний інструмент (лінійка, штангенциркуль, мікрометри).
При незалежному методі забезпечення взаємозамінності вузлів і агрегатів застосовуються ЕОМ і верстати з числовим програмним забезпеченням. Для цього методу необхідно мати великий обчислювальний центр, який би переробляв задану інформацію з креслень в математичні залежності, на яким далі можна складати програми для верстатів з числовим програмним забезпеченням.
В даний час найбільш широко використовуваним методом для складання вузлів і агрегатів літака є зв'язаний або залежний метод забезпечення взаємозамінності.
Цей метод реалізується за допомогою жорстких носіїв форм і розмірів деталей, вузлів і агрегатів, тобто із застосуванням плазом, шаблонів, еталонів, зліпків поверхонь, контреталонов, макетів поверхонь і вузлів. Цей метод вдосконалюється і залежно від застосовуваних жорстких носіїв форм і розмірів може називатися: плазово-шаблонний (якщо застосовано тільки плази і шаблони), макетно-інструментальний (якщо застосовані ще й макети), еталонно шаблонний (якщо застосовують ще й еталони).
Сутність плазово-шаблонного методу (ПШМ) полягає в тому, що всі розміри, зняті з креслення виробу, переносяться на жорсткі носії - плази і шаблони. Тобто замість креслень окремих деталей, вузлів, відсіків, секцій та агрегатів ми працюємо з Плаза та шаблонами. Це дозволяє при відносно малій жорсткості деталей отримати досить точні розміри складальних контурів, не приділяючи увагу невисокої точності виготовлення деталей.
При еталонно-шаблонному методі забезпечення взаємозамінності складальних одиниць планера літака основними жорсткими носіями форм і розмірів є еталони, монтажні еталони, еталони поверхні і контреталони (які повинні контролювати положення, розміри і форму еталонів). Слід зазначити, що вся контрольно-еталонна оснащення повинна бути виготовлена з точністю, більш високою, ніж точність технологічного оснащення.
В останні роки набув широкого застосування, так званий "бесплазовий" метод ув'язування. У цьому випадку основним джерелом інформації про теоретичні обводах елементів планера літака є теоретичні креслення. Їх необхідно переробити у аналітичні залежності та формули, які описують обводообразующіе поверхні планеру літака. Потім цю інформацію за допомогою ЗВМ перетворюють на програми для електронних координатографа й верстатів із числовим програмним керуванням (СЧПУ).
Hа основі конструктивних креслень за допомогою координатографа на конструктивному плазі викреслюються теоретичні контури і теоретичні осі, вручну викреслюються всі елементи і контури, які важко поставити в аналітичному вигляді.
Найбільш прийнятним методом для складання даного агрегату є плазово-шаблонний метод забезпечення взаємозамінності.
Складемо схему ув'язки розмірів деталі і оснащення для шпангоута.
У цій схемі ув'язки верхня гілка містить всі етапи перенесення розмірів при виготовленні складального пристосування для шпангоута, а нижня етапи перенесення розмірів при виготовленні секцій шпангоутів.
(Примітка - ТП - теоретичний плазми; КП - конструктивний плазми; ШП - шаблон пристосування; ПК / ІС - плазми-кондуктор і інструментальний стенд; ОК - відбиток контрольний; ШК - шаблон контуру; ШГ - шаблон гнуття).
6. Таблиця умов поставки деталей на складання
Умови на постачання деталей на складання розробляються технологами
складальних цехів. Ці умови повинні визначати ступінь завершеності деталей до складання та її ескіз. Умови поставки розробляються на всі деталі складального вузла, кожної деталі присвоюється номер. Умови поставки деталей на складання оформляються у вигляді таблиці.
Таблиця 1 - Умови постачання деталей на складання
| 01.01.031.008 | Поздовжні балки підлоги | Опрацьовані в остаточні розміри. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 01.01.031.009 | Настил підлоги | Опрацьовано в остаточні розміри. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 01.01.031.010 | Бічні обшивки | Опрацьовані в остаточні розміри |
7. Розрахунок очікуваної точності
Під точністю геометричних параметрів (розмірів) розуміють ступінь відповідності параметрів виготовленого виробу параметрам, заданим у кресленнях і технічних умовах.
Виробничі похибки, що визначають очікувану точність складання складальної одиниці, можна розділити на три основні групи:
I) Похибки виготовлення робочого носія розмірів: похибки базової деталі баз, похибки складального пристосування пр, похибка шаблону шаб, похибка калібру к;
2) Похибки ув'язування контурів: базової і встановлюваної деталі кон (б-у), пристосування і деталі кон (пр-д), двох складальних пристосувань кон (пр-пр);
3) Похибки, які не залежать від застосовуваного методу збирання: похибки клепки кл, температурні похибки Т, похибки за рахунок деформації нежорстких деталей ж, похибки зміни товщини обшивки обш.
Значення допускаються виробничих похибок на окремих етапах перенесення розмірів з одного об'єкта на інший отримують на основі експериментально підтверджених, статистично оброблених даних.
Визначимо точність складання відсіку фюзеляжу з базуванням по зовнішній поверхні обшивки. Метод ув'язки - ПШМ. Допуск на відхилення теоретичного контуру фюзеляжу дорівнює ТУ = 2,0 мм.
Збірка йде з спеціальному складальному пристосуванні. Вузли на складання надходять уже готовими, зібрані в цехах вузлової зборки. Використовуємо для цього випадку рівняння точності складання з базуванням по поверхні каркаса:
0,6 сб = пр + кон (пр-дет) + 2 обш + 2 клею;
де пр - похибка складального пристосування;
кон (пр-дет) - похибка взаємної ув'язки пристосування і встановлюваної деталі;
обш = 0,1 мм - похибка товщини обшивки;
клею = 0 мм - похибка товщини клейового або паяного шару;
Похибка пристосування дорівнює:
пр = пр пр
Ці величини визначаються за формулами:
пр А i * i + А i * i * i);
пр А i 2 * i 2 * k i 2;
де координата середини поля допуску становить ланки; половина поля допуску становить ланки; А - передавальне відношення; коефіцієнт відносної асиметрії розподілу становить ланки; k - коефіцієнт відносного розсіювання розміру становить ланки. Розрахунок ведемо в табличній формі.
Таблиця 2 - Визначення похибки пристосування
Етап | Відхи- ня, мм | i, мм | А | i, мм | i | k i | А i * i мм | А i * i * i мм |