Методы сборки и базирования элементов конструкции летательных аппаратов

Сборка представляет собой совокупность операций по установке деталей в сборочное положение и соединение их в узлы, панели, отсеки, агрегаты. Детали в сборочное положение устанавливаются по сборочным базам. Сборочная база – это поверхности на сомой детали или сборочном приспособлении, которые определяют взаимное положение деталей в собираемом изделии.

Детали, узлы, отсеки, агрегаты, поступающие на сборку, должны удовлетворять требованиям геометрической взаимозаменяемости, под которой понимают идентичность деталей, узлов, отсеков, агрегатов по геометрическим размерам и форме в пределах заданных допусков. В этом случае сборка деталей в узлы, панели, отсеки, агрегаты не вызывает затруднений, т.к. детали не требуют дополнительной подгонки.

В производстве летательных аппаратов применяют два принципа изготовления деталей – независимый и зависимый.

При независимом изготовлении деталей система допусков и посадок, оборудование и средства измерения позволяют изготавливать детали по форме и размерам с требуемой точностью. Независимое изготовление деталей применяют при жестких деталях, не изменяющих своей формы и размеров под действием собственного веса и не выходящих на внешние обводы летательного аппарата.

Зависимое изготовление деталей применяют для деталей из листов, профилей, труб не обладающих достаточной жесткостью. Изготовление подобных деталей ведется на технологической оснастки, изготовленной по жестким носителям форм и размеров (шаблонам, эталонам) или по программе на станках с числовым программным управлением. При методе зависимого изготовления особое значение имеет увязка – согласование форм и размеров технологической оснастки для изготовления деталей и для сборки узлов, панелей, отсеков, агрегатов по сопрягаемым поверхностям деталей.

При независимом и зависимом изготовлении деталей применяют различные способы сборки и методы базирования.

Для обеспечения правильного взаимного положения собираемых деталей используются следующие базы:

- поверхности собираемых деталей;

- поверхности элементов приспособлений;

- отверстия в деталях и приспособлениях: сборочные (СО), базовые (БО), координатно-фиксирующие (КФО), под стыковые болты (ОСБ);

- риски на собираемых деталях и на приспособлениях;

- плоскости и линии, создаваемые оптическими и лазерными приборами.

2.2.1 Сборка по базовой детали

При сборке по базовой детали в собираемой конструкции выделяют так называемую базовую деталь, имеющую удобные и точно расположенные базовые поверхности, по которым пир сборке устанавливают в заданное положение остальные детали. Таким образом, базирование осуществляется только по сопрягаемым поверхностям собираемых деталей.

Рис.2.3 Вал редуктора

1-вал; 2,7-подшипник; 3,5-втулка распорная; 4,6-шестерня; 8- шпонка

При сборке вала редуктора (рис. 2.3) базовой деталью выбирают вал 1, собранный со шпонками 8. Положение подшипников 2.7, шестерен 4.6, втулок 3.5 определяются поверхностями вала, по которым детали сопрягаются с ним.

Сборка по базовой детали отличается простотой выполнения и малой трудоемкостью. Если и используются приспособления, то только для установки деталей в удобное для работы положение (при крупногабаритных узлах).

Применение этого способа ограничено особыми требованиями к базовой детали:

- высокая жесткость;

- наличие поверхностей, обеспечивающих взаимное расположение собираемых деталей.

Этим требованиям соответствует небольшое количество деталей и метод ограничен сборкой механизмов внутреннего оборудования: редукторов, клапанов, гидравлических цилиндров и др.

2.2.2 Сборка по разметке

При сборке по разметке базой являются сопрягаемые поверхности деталей, а также линии или точки (риски), нанесенные на сопрягаемые поверхности. Взаимное положение собираемых деталей задается сборочным чертежом, размеры на котором используют при нанесении линий или рисок собираемых деталях. Пример такого чертежа для узла «балка» приведен на рисунке 2.4. Балка клепанной конструкции состоит из плоской стенки 1, двух прессованных тавровых профилей 2 и 4, а также уголков 5,6 и 7. При сборке нужно выдержать с высокой точностью размеры и , поскольку в дальнейшем, в процессе агрегатной сборки, после установки верхний 3 и нижний 8 обшивок, они будут определять размеры внешнего контура агрегата и .

Рис. 2.4 Балка

1-стенка; 2 и 4-тавровые профили; 3 и 8- верхняя и нижняя обшивки; 4,6 и 7-уголки

Меньшие требования точности предъявляются к размерам Б, В и Г, поскольку уголки 5, 6 и 7 служат только для предотвращения потери устойчивости стенки и положение их не влияет на точность наружных обводов агрегата.

Перед сборкой производят разметку стенки 1 с помощью универсального мерительного инструмента – линейки, штангенциркуля, штангенрейсмуса и т.п. Проводят осевую линию и от нее по кромкам стенки откладывают размеры , , и . Вдоль осевой линии откладывают от кромки стенки размеры Б, В и Г рисками в верхней и нежней части стенки. На профилях 2, 4 и уголках 5, 6, 7 размечают положение центров отверстий под заклепки.

При сборке устанавливают на стенку профили и уголки, совмещая их кромки с рисками, и временно скрепляют собираемые детали струбцинами. По размеченным центрам в профилях и уголках сверлят отверстия под заклепки. Затем снимают струбцины, разбирают конструкцию и зачищают заусенцы. После этого вновь собирают узел. Взаимное положение деталей определяют уже без выверки, используя в качестве базы просверленные отверстия, в которые вставляют расклепываемые затем заклепки.

Основное преимущество метода сборки по разметке заключается в том, что не надо изготовлять шаблоны и приспособления. Недостатками метода являются сравнительно низкая точность сборки и увязки изготовляемых изделий, а также большая трудоемкость процесса сборки.

Низкая точность увязки обусловлена независимым принципом изготовления деталей и сборки, при котором не используются жесткие носители форм и размеров и не обеспечивается высокая идентичность сопрягаемых деталей и узлов.

Сборку по разметке применяют, когда нужно изготовить небольшое число несложных узлов и панелей при невысоких требованиях точности.

2.2.3 Сборка по сборочным отверстиям

Взаимное положение деталей при этом методе сборки определяется их сопрягаемыми поверхностями, а также системой сборочных отверстий (СО), которые сверлятся в соединяемых деталях по взаимно увязанным шаблонам (рис.2.5). В процессе базирования в сборочные отверстия вставляют пружинные или винтовые фиксаторы либо технологические болты (рис. 2.6).

Рис. 2.5 Расположение сборочных отверстий Рис. 2.6 Технологический

в балке болт

Затем в соединяемых деталях совместно сверлят отверстия под заклепки по направляющим отверстиям (НО) деталей каркаса, разбирают конструкцию, зачищают заусенцы, снова собирают конструкцию на фиксаторах и производят клепку. После этого вынимают фиксаторы, рассверливают СО, вставляют в них заклепки и производят клепку.

Минимальное количество сборочных отверстий для каждой пары собираемых деталей равно двум. В крупногабаритных нежестких деталях сверлят большее количество СО, через каждые 300…500мм.

Желательно, чтобы расстояние между центрами СО было кратным 50мм, что упрощает их увязку при использовании плаз-кондуктора.

Для предохранения собираемых деталей от деформаций под действием собственного веса и установки их в удобное для сборщика положение при сборке по СО могут применяться простые поддерживающие приспособления.

Высокая производительность процесса сборки по СО и отсутствие необходимости изготовления дорогой оснастки определяют целесообразность использования этого метода сборки во всех случаях, когда это возможно. Ограничением являются сравнительно большие погрешности собираемых изделий, составляющие обычно ±(1,5…2,0)мм.

Обычную сборку по СО применяют для изготовления небольших и средних по размерам (до 2,5м) узлов и панелей несложной конструкции (с небольшим числом звеньев размерной цепи), плоских или с небольшой кривизной при указанных выше ограничениях точности. В то же время в самолетостроении известны примеры использования сборки по СО крупных панелей длиной до 12м.

Сборка по СО может применяться в сварных или паяных узлах, если в них допустимо сверление сборочных отверстий с последующей постановкой заклепок.

Избежать трудоемкой операции разметки можно, применяя сверление отверстий по кондукторам либо шаблонам ил используя систему направляющих отверстий (рис. 2.7). В последнем случае в одной из собираемых деталей – уголке – при его изготовлении в местах постановки заклепок на высокопроизводительном групповом штампе пробивают или сверлят отверстия меньшего диаметра. При сборке за один проход рассверливают эти отверстия и сверлят отверстия в обшивке. Помимо устранения операции разметки использование направляющих отверстий снижает примерно на 30% время сверления отверстий в пакете.

Рис. 2.7 Направляющие отверстия в профиле

До сравнительно недавнего времени необходимым условием применения метода сборки по СО было использование на предприятии плазово-шаблонного или эталонно-шаблонного метода увязки, при которых не составляет труда изготовление взаимоувязанных плоских или пространственных шаблонов для сверления в деталях сборочных отверстий. По этим же шаблонам сверлятся в деталях и направляющие отверстия.

Увязкой считается согласование геометрических параметров деталей по сопрягаемым поверхностям, а увязка оснастки – это перенесение размеров чертежа на соответствующе виды оснастки для изготовления связанных между собой деталей с наименьшими погрешностями.

Существуют следующие виды увязки оснастки:

- плазово-шаблонный;

- эталонно-шаблонный;

- независимый.

Увязка сборочных отверстий неразрывно связана с увязкой технологической оснастки.

Покажем увязку сборочных отверстий для панели, состоящей из фрагмента обшивки и эталонов продольного набора – стрингеров и поперечного набора – диафрагм (рис. 2.8, 2.10).

Рис. 2.8 Схема увязки СО при плазово-шаблонном методе для узлов типа панелей

Обшивка изготавливается с помощью обтяжного пуансона, для изготовления которого требуется набор шаблонной по контурам сечений КШКС и ШКС (рис.2.9). Количество шаблонов зависит от кривизны обшивки. Шаблоны имеют базовые поверхности для размещения их на плаз-контуре.

Рис. 2.9 Схема обработки обтяжного пуансона по шаблонам КШКС и ШКС

1-плита монтажная (плаз-контур); 2-заготовка обтяжного пуансона; 3-шаблон контура сечения (ШКС); 4-контршаблон контура сечения (КШКС); 5-монтажная линейка

На заготовке обтяжного пуансона по шаблонам выполняются прожилы, с базой на которые снимается материал с заготовки с проверкой плавности поверхности по гибкой рейке.

По изготовленному обтяжному пуансону изготавливается заготовка обшивки, которая поступает в плазовый цех для разметке на ней осей стрингеров, диафрагм и обрезов, причем оси деталей набора обозначаются прямоугольными окнами, чтобы осями можно было пользоваться с двух сторон обшивки.

Заготовки диафрагм и стрингеров получают на оснастке, изготовленной по шаблонам внутреннего контура ШВК, шаблонам гибки ШГ и др. Эти заготовки также различаются по обрезам в плазовом цехе. Затем в плазовом цехе собирают корзинки из шаблонов КШКС поперечных и продольных для сборки деталей панели – контрольно-плазовая сборка. Поперечные шаблоны корзинки располагаются по осям диафрагм, продольные – по осям стрингеров или продольным обрезам. Поперечные и продольные шаблоны скрепляют между собой.

В корзинку шаблонов устанавливают обшивку, базируя ее по осям диафрагм, и стрингеров, и обрезам и закрепляют каким-либо способом (рис. 2.10). На обшивку по осям выставляют диафрагмы и стрингеры и скрепляют с обшивкой струбцинами. Затем в каждой детали совместно с обшивкой вскрывают по два отверстия (в стрингерах больше, с шагом ~500мм). Эти отверстия и называются сборочными. Детали разбирают, окрашивают в красный цвет и присваивают статус образцовой детали. По ним изготавливаются шаблоны, обрезки и контуры (ШОКи) для обрезки и вскрытия сборочных отверстий на всех изготавливаемых впредь деталях.

При шаблонно-эталонном методе технологическая оснастка для изготовления деталей, кроме всего, увязывается между собой с помощью технологических слепков (рис. 2.11), снятых с эталона поверхности. Схема увязки сборочных отверстий аналогична предыдущей схеме.

Рис. 2.10 Схема контрольно-плазовой сборки.

1-обшивка; 2-стрингер; 3-диафрагма; 4-поперечный КШКС;

5,6-продольный КШКС; 7-сборочные отверстия;

8- окно в обшивке по оси стрингера

Рис. 2.11 Схема увязки СО при шаблонно-эталонном способе для узлов типа панелей.

В настоящее время увязка СО при независимом способе разделилась на два направления:

- с использованием математической модели поверхности (ММП) в качестве источника увязки (рис. 2.12);

- при наличии электронной модели изделия (ЭМ), которая выступает как источник увязки (рис. 2.13).

Рис. 2.12 Схема увязки СО при независимом методе увязки на базе ММП.

Математическая модель поверхности дает возможность рассчитать программы для станков с ЧПУ для изготовления деталей, выходящих на обводы изделия. Кроме повышения точности увязки ММП дает возможность тиражирования формообразующей оснастки с минимальными погрешностями. Схема увязки СО ничем не отличается от предыдущих методов, т.к. при внедрении этой схемы увязки не было высокоточного пятикоординатного оборудования для выполнения обрезов деталей и вскрытия сборочных отверстий, хотя ММП дает такую возможность, но только для обводообразующих деталей.

При использовании в качестве источника увязки электронной модели изделия (рис. 2.13) при наличии высокоточного оборудования с ЧПУ возможность обработки обрезов и вскрытия сборочных отверстий реализуется полностью как для деталей выходящих на обвод, так и для деталей внутреннего набора. Кроме того существенно повышается точность увязки СО. Так если точность увязки СО по результатам контрольно-плазовой сборки для панелей двойной кривизны составляла ±1,2мм, то на современных станках удается получить точность увязки ±0,4мм.

Рис. 2.13 Схема увязки СО при независимом методе увязки на базе электронной модели изделия.

При этом отпадает необходимость изготовления ШОКов, что сокращает номенклатуру жестких носителей и сокращает цикл подготовки производства.

2.2.4 Сборка в приспособлении

Рассмотренные выше методы сборки по разметке и по СО не могут обеспечить высокую точность собираемых объектов вследствие того, что погрешность замыкающего размера определяется звеньями сравнительно низкой точности.

Существенного повышения точности сборки можно достичь применением сборочных приспособлений. Собираемые детали устанавливают в них по базирующим элементам приспособления. Эти элементы изготовлены с высокой точностью, а их взаимное положение увязано с помощью плазово-шаблонного или другого метода увязки.

При сборке в приспособлении размерная цепь, определяющая точность контура изделия, идет по приспособлению, а не по собираемым деталям. Звенья цепи отличаются высокой точностью, а число их, как правило, невелико. Использование базирующих элементов со сплошными поверхностями обеспечивает точное расположение в пространстве прижимаемых к ним деталей изделия, даже если они не обладают достаточной жесткостью. В результате соединения отдельных деталей получается достаточно жесткий объект.

Повышение точности собираемого объекта при использовании приспособления связано с дополнительными затратами труда и времени. Стоимость крупного сборочного приспособления измеряется десятками тысяч рублей, а изготовление длится месяцами. И все-таки сборка в приспособлении является основным способом сборки в производстве летательных аппаратов, поскольку в большинстве случаев только она позволяет обеспечить высокие требования точности, предъявляемые к изготовляемым узлам, отсекам и агрегатам.

Снижения расходов металла, затрат живого труда и денежных средств на изготовление приспособлений добиваются совершенствованием их конструкции, методов и средств увязок, а также процессов их изготовления.

Сборка в приспособлении имеет несколько разновидностей в зависимости от сочетания используемых баз.

Сборка от каркаса. Базой, определяющей внешние обводы собираемого изделия, в этом случае является поверхность каркаса. К базе относятся также сопрягаемые поверхности собираемых деталей. Схема приспособления для сборки балки, изображенной на рис. 2.2, приведена на рис. 2.14. Детали балки поступают на сборку без припусков. В стенке 2 по шаблону просверлены установочные базовые отверстия (БО) для базирования ее в приспособлении, а также сборочные отверстия для базирования по стенке уголков 4, 5 и 7. В тавровых профилях 9 и 10 просверлены направляющие отверстия (НО) под заклепки. В уголках 4, 5 и 7 просверлены СО и НО.

Рис. 2.14 Сборка балки в приспособлении с базированием от каркаса.

1, 14-упоря; 2-стека; 3, 6, 12, 13- зажимы; 4, 5, 7-уголки; 8,11-рубильники;

9, 10-профили

При сборке балки сначала устанавливают стенку по БО на штифты приспособления, затем – профили 9 и 10 по рубильникам 8, 11 и упорам 1 и 14. Профили прижимают зажимами 3, 6, 12 и 13 к рубильникам. После этого по НО сверлят совместно отверстия под заклепки в профилях 9, 10 и стенке. Детали вынимают из приспособления, устанавливают по СО на стенку уголки 4, 5, 7 и сверлят отверстия под заклепки. Наконец, снимают уголки, зачищают от заусенцев отверстия, собирают конструкцию уже без приспособления, вставляя заклепки в подготовленные отверстия, и осуществляют клепку.

Выполнение клепки вне приспособления позволяет использовать вместо клепальных молотков клепальные прессы, благодаря чему повышается качество заклепочных соединений, а также повышается производительность и улучшаются условия труда.

В ряде случаев процесс соединения осуществляют непосредственно в приспособлении для уменьшения возникающих деформаций. Это особенно характерно для сварки плавлением. Сварочное приспособление должно обеспечивать надежную фиксацию соединяемых деталей и возможность подвода к свариваемым кромкам сварочной горелки.

Сборка от обшивки. Этот метод сборки позволяет исключить влияние на точность наружных обводов погрешностей толщин обшивок.

При сборке от обшивки контуры лекал рубильников 1 и 10 изготовляют по внешним обводам изделия (рис. 2.15). В приспособление устанавливают обшивки 3 и 9, затем стенку 4 с заранее приклепанным к ней уголками 2, 5, 6 и профили 7 и 8. Профили с обшивкой прижимают к лекалам, по НО в профилях сверлят отверстия под заклепки в профилях и стенке. После зачистки заусенцев снова устанавливают детали в приспособление и выполняют клепку.

Рис. 2.15 Сборка балки с базированием от обшивки.

1 и 10-лекала; 2, 5, 6-уголки; 3, 9-верхняя и нижняя обшивки; 4-стенка;

7, 8-профили

Сборка от обшивки позволяет получить наиболее высокую точность внешних обводов по сравнению юс другими методами сборки. Вместе с тем, выполнении е процесса сборки отсеков закрытого типа, т.е. не расчлененных на панели, с базированием на внешнюю поверхность вызывает дополнительные трудности. Прежде всего конструктивно трудно обеспечить прижим обшивки и элементов каркаса (профилей) к лекалам приспособления. В ряде случаев для создания давления прижима внутрь собираемой конструкции вставляют резиновый мешок, в который подают сжатый воздух. Иногда применяют вакуумный прижим обшивки в сочетании с механическим прижимом каркасных элементов, но все это усложняет конструкцию приспособления.

Другой трудностью является сложность выполнения процесса сборки из-за плохого доступа к местам соединений. В частности, приходится применять только ручную клепку, без постановки хотя бы части заклепок на прессах.

Для устранения отмеченных недостатков сборку «зарытого» отсека от обшивки сочетают со сборкой от каркаса (или с другим простым методом сборки) входящих в него узлов, что возможно при условии введения в конструкцию отсека компенсаторов.

На рис. 2.16 приведен пример такой конструкции.

Обшивка 1 соединяется с поперечными силовыми элементами (балками) 2 через компенсирующие элементы (уголки) 3. Обшивка с уголками 4 и 3 собирается по СО заранее с использованием высокопроизводительного оборудования (прессов). Балка 2 собирается по СО также с применением прессовой клепки. Требования точности к ее контурам невысоки, так как погрешности их не влияют в данном случае на точность внешних обводов.

При сборке отсека сначала в приспособление устанавливают балки 2 по БО, а затем – обшивку 1 с продольным силовым набором – стрингером 4 и уголками-компенсаторами. Обшивку прижимают к рубильникам 5 и по НО в компенсаторах рассверливают совместно отверстия под заклепки в балках и компенсаторах. Затем разбирают конструкцию, очищают от заусенцев, снова собирают и клепают вручную компенсаторы с балками. Общий объем ручной клепки при этом резко снижается. Кроме того, повышается точность обводов.

На точность обводов оказывают влияние в данном случае только деформации конструкции, возникающие при установке относительно небольшого числа тех заклепок, которые связывают компенсаторы с балками.

Значительно проще выполнение сборки от обшивки панелированной конструкции (рис. 2.17). Прижим профилей 1 и обшивки 2 к рабочему контуру рубильника 3 осуществляется пружинящими штырями 4 либо резиновой накладкой, устанавливаемой на ложемент 5. Однако в этом случае остаются трудности обеспечения прижима готовых панелей к обводам рубильников при сборке замкнутого по контуру отсека.

Рис. 2.17 Сборка от обшивки панели.

1-профиль; 2-обшивка; 3-рубильник; 4-пружинный штырь; 5-ложемент

Сборка с базированием по внутренней поверхности обшивки. Как и при сборке от каркаса, базирование при данном методе сборки осуществляется по контуру, определяемому шаблоном контура (ШК). Однако базой является поверхность обшивки, а не каркаса.

Метод сборки рассмотрим на примере уже известной конструкции отсека с компенсаторами (см. рис. 2.16).

Рис. 2.18 Сборка отсека с базированием по внутренней поверхности обшивки

1-обшивка; 2-балка; 3-уголок-компенсатор; 4-стрингер;

5-ложемент (рубильник)

При сборке в приспособление устанавливают по УБО изготовленные без высоких требований точности к обводам балки 2 и чередующиеся с ними съемные ложементы (рубильники) 5, контуры которых соответствуют внутреннему контуру верхней и нижней обшивок (контуру ШК) (рис. 2.18). Затем устанавливают верхнюю и нижнюю обшивки 1 с заранее прикрепленными к ним продольным силовым набором – стрингером 4 и уголками-компенсаторами 3 – и прижимают обшивки специальными прижимными рубильниками или с помощью гибких лент (на рис. 2.1 не показаны). По заранее просверленным НО в компенсаторах 3 сверлят отверстия в балке под заклепки. Затем следует снятие обшивок, очистка от заусенцев, снова установка в приспособление и клепка. После этого ложементы 5 снимают, на их место устанавливают недостающие балки 2 и завершают сборку.

Сборка с базированием по координатно-фиксирующим отверстиям (КФО). Приспособления для сборки больших отсеков и агрегатов весьма трудоемки в изготовлении. Особенно много времени затрачивается на изготовление рубильников и ложементов. Число их в крупном приспособлении измеряется десятками. Рабочий (базирующий) контур рубильника или ложемента может иметь протяженность в несколько метров и должен быть изготовлен с высокой точностью. Метод сборки по КФО разработан для упрощения конструкции и существенного снижения трудоемкости изготовления приспособлений за счет отказа от использования рубильников и ложементов. При этом, естественно, несколько снижается точность собранных изделий.

КФО служат для установки в сборочное положение элементов поперечного набора. КФО в деталях поперечного набора сверлят либо по шаблонам, либо по кондукторам, выдерживая положение их относительно внешних обводов каркаса.

В сборочном приспособлении имеются фиксаторы, несущие КФО, координаты которых выдержаны с высокой степенью точности относительно строительных осей изделия. Набор фиксаторов КФО по длине устанавливают в соответствии с расположением элементов поперечного набора (сегментов шпангоутов) в отсеке.

При сборке (рис. 2.19) сначала на фиксаторы КФО 1, 2 устанавливают сегменты шпангоутов 3, 4, совмещая отверстия в сегментах шпангоутов и фиксаторах. В отверстия вставляют болты или штыри 5, таким образом, базой для установки шпангоутов является их плоскость и КФО. Установленные сегменты 3, 4 соединяют накладками 6 заклепками или болтами, отверстия под которые сверлят по НО в накладках. Затем на шпангоуты устанавливают обшивку 7 с продольным набором в виде стрингеров, собранных с обшивкой, например, по СО. Обшивки прижимают к шпангоутам с помощью, например, натяжных лент 8, а затем соединяют СО шпангоутами. Точность при сборке с базированием по КФО ниже, чем при базировании от контура обшивки, но несколько выше, чем при сборке по СО, так как сверление КФО ведется с помощью плаз-кондуктора и расстояние между КФО значительно более точно, чем между СО.

Р

Рис. 2.19 Сборка панели по КФО.

1, 2-фиксаторы КФО; 3, 4-сегменты шпангоутов; 5-болты (штыри);

6-накладка; 7-обшивка; 8-лента натяжная; 9-кронштейн технологический

Расположение фиксаторов КФО внутри отсеков затрудняет съем собранных отсеков, поэтому фиксаторы КФО делают съемными.

Для сборки отсеков замкнутой конструкции из отдельных панелей используют технологические кронштейны 9 с КФО, которые на период сборки монтируются на внешнюю поверхность панели. В этом случае сначала собирают панели в приспособлениях и устанавливают технологические кронштейны 9 на наружную поверхность панели, закрепляя на технологические болты по отверстиям под заклепки.

Затем в приспособлении для сборки отсека панели базируют на кронштейны 9. Положение фиксаторов КФО 1, 2 и технологических кронштейнов 9 увязаны с высокой степенью точности инструментальным способом. Поэтому переход на базирование по фиксаторам, расположенным на внешнем обводе не приводят к потере точности. Технологические кронштейны 9 устанавливают на технологические болты по отверстиям под заклепки крепления обшивок со шпангоутами.

Приспособление для общей сборки отсека из панелей показано на рис. 2.20. Каждую из четырех панелей отсека устанавливают в приспособление, совмещая КФО технологических фитингов 2 с КФО кронштейна 1 приспособления и скрепляя их технологическими болтами. После этого детали шпангоутов смежных панелей соединяют накладками 3. Затем снимают технологические фитинги и выкатывают собранный отсек с помощью тележки 4.

Рис. 2.20 Приспособление для общей сборки отсека.

1-кронштейн; 2-технологический фитинг;

3-накладка; 4-тележка

Схемы расположения КФО в деталях летательного аппарата разрабатывают технологи в процессе технологической проработки чертежей. После согласования размещения КФО с конструкторами координаты КФО наносят на чертежи.

Для упрощения использования плаз-кондуктора и инструментального стенда координаты осей КФО относительно базовых осей агрегата назначают кратными 50мм.

Количество КФО в каждой детали определяют исходя из допустимой погрешности обводов, появляющейся из-за деформации сборочной единицы под действием собственной массы и внешних нагрузок, возникающих в процессе сборки. Практика самолетостроения показала, что количество КФО должно быть не менее двух в деталях размером до 1500мм и не менее трех-четырех в деталях размером более 1500мм.

Базирование стыковых узлов и кронштейнов. Применяемый метод зависимого изготовления агрегатов характеризуется тем, что размеры и формы узлов стыка агрегатов и их положение относительно обводов отсеков и агрегатов определяются размерами и формой базовых поверхностей сборочного приспособления. При сборке базовые поверхности стыковых узлов и кронштейнов совмещают с базовыми поверхностями приспособлений и в таком положении соединяют стыковые узлы и кронштейны с элементами каркаса отсеков, агрегатов. В качестве базовых поверхностей в узлах стыка и кронштейнах принимают отверстия под стыковые болты (ОСБ).

Рис. 2.21 Базирование узлов стыка по ОСБ

1-стыковой узел; 2-базовый элемент приспособления; 3-элемент каркаса (профиль); 4-болты крепления стыкового узла к каркасу

Базирование стыковых узлов лонжерона по ОСБ с помощью фиксатора приспособления показано на рис. 2.21. При сборке стыковой узел 1, выполненный в виде уха базируется фиксатором 2, выполненным в виде вилки по оси отверстия под стыковой болт (ОСБ) штырем 3 и в этом положении соединяться с поясом лонжерона 4 болтами 5.

Базирование по базовым отверстиям (БО). При сборке с базированием по внутренней поверхности обшивки узлы, образующие каркас (нервюры, лонжероны) собираются в отдельных приспособлениях и сверлят в них по кондукторах базовые отверстия (БО), по которым они базируются при сборке отсеков или агрегатов. Иногда базовые отверстия (БО) вскрывают в деталях и используют их для базирования деталей в сборочных приспособлениях узлов, а затем эти БО используются для базирования узлов в сборочных приспособлениях отсеков и агрегатов.

Рис. 2.22 Базирование по базовым отверстиям.

1-стенка лонжерона; 2- пояс лонжерона

На рис. 2.22 стенка 1 при сборке лонжерона базируется по БО, пояса 2 – по внутренней поверхности обшивки (поверхности каркаса).

Базирование по лучу. В элементах отсеков, агрегатов вскрываются отверстия (не менее двух), в которые вставляются целевые знаки, дающие возможность центрировать отверстия по лучу. Положение лучей определяются расположением источников излучения на сборочном приспособлении. После центрирования отверстий по лучу детали закрепляется.

При сборке узлов, отсеков, агрегатов применяется сочетание нескольких методов базирования. Например, при сборке панели обшивка базируется по наружному контуру, БО, а элементы каркаса-диафрагмы и стрингеры базируются по сборочным отверстиям с обшивкой. Основным методом базирования считается тот, который формирует наружный обвод.

Различают базы конструкторские, технологические, сборочные и измерительные.

Конструкторская база – совокупность поверхностей, линий, точек, определяющих положение детали, сборочной единицы относительно других деталей, сборочных единиц при разработке конструкции, например, строительная горизонталь фюзеляжа (СГФ), ось симметрии самолета (ОСС), хорда крыла и др.

Технологическая база – совокупность поверхностей, линий, точек, определяющих положение детали, сборочной единицы относительно станка, инструмента при обработке или относительно приспособления или других деталей и сборочных единиц при сборке. Технологическая база должна обеспечивать однозначность положения детали, сборочной единицы, т.е. невозможность перемещения и вращения относительно трех координатных осей. При этом деталь, сборочная единица лишается всех степеней свободы и число установочных элементов должно быть равно шести (правило «шести точек»).

Сборочная база – поверхность, определяющая положение данной детали относительно других деталей в сборочной единице.

Измерительная база – поверхность, от которой производится отсчет выполняемых размеров при обработке, сборке или проверке.

Назначение технологической базой поверхности, являющейся измерительной базой называют совмещением баз.

Принцип постоянства баз – выбор в качестве технологических баз одних и тех же поверхностей на всех основных операциях обработки и сборки. Технико-экономические показатели в % при сборке изделий с применением различных методов базирования.

Таблица 2.1

Метод базирования	Точность внешнего обвода DН мм	Погрешность на одну сторону обвода d обв.	В сфере подготовки производства	В сфере основного производства
Т осн	N осн	Ст	Sосн	Ц
По наружной поверхности обшивки	±0,7	±0,35
По поверхности каркаса	±0,8	±0,4

Продолжение таблицы 2.1

По внутренней поверхности обшивки	±1,0	±0,5
По сборочным отверстиям	±2,4	±1,2
Координатно-фиксирующие отверстия	±2,2	±1,1

Т осн – трудоемкость изготовления оснастки;

N осн – количество сборочной оснастки;

Ст – технологическая себестоимость сборки;

S осн – площадь, занимаемая сборочной оснасткой;

Ц – продолжительность цикла сборки изделия.

Данные в таблице 2.1 приведена при использовании плазово-шаблонного и эталонно-шаблонного методов увязки. При наличии электронной модели изделия точность обводов повышается, особенно для базирования по СО и КФО и точность внешнего обвода можно оценить как ±0,8мм (погрешность на одну сторону обвода ±0,4мм).

Рис. 2.23 Погрешности внешнего обвода.

Дата добавления: 2015-08-13