МДК 03.01. Технологическое

оборудование и оснастка при

производстве летательных аппаратов

ПМ.02 Проектирование несложных деталей и узлов

летательных аппаратов и его систем, технологического

оборудования и оснастки

Балаганская Наталья Николаевна

Преподаватель отделения АМ

Введение

◼

Оснастка/приспособление –

устройство, предназначенное для

обеспечения установки (базирования)

деталей и узлов в заданное положение

относительно базовых осей и

теоретического контура.

Взаимозаменяемость и

точность

◼

Взаимозаменяемость – свойство деталей, узлов и

агрегатов одного и того же типа, размера заменять

друг друга с сохранением функционального

назначения.

◼

Взаимозаменяемость обеспечивает изготовление и

сборку ЛА на различных заводах и проведения

ремонтных работ на ЛА.

◼

Точностью какого-либо размера называется

степень соответствия его действительного

значения значению, заданному проектом.

◼

Взаимозаменяемость и точность ‒ это важнейшие

показатели качества, относящиеся к группе

показателей технологичности.

Взаимозаменяемость

◼

Полная ВЗ

Применяется

для

сборки

узлов

из

механически

обработанных

деталей

(точением,

фрезерованием).

Эти

детали

имеют

форму

и

размеры,

которые

не

меняются

в

процессе

транспортировки и сборки,

и

они

обработаны

в

заданный

размер,

заданной

шероховатостью

и точностью.

◼

Неполная ВЗ

Применяется

в

агрегатно-сборочном

производстве.

Детали

подаются

на

сборку

с

припусками

по

габаритам.

В

процессе

сборки

припуски

размечаются,

отрезаются,

опиливаются. В деталях

задаются СО и НО.

Увязка

◼

Увязка – процесс сопряжения размеров

деталей между собой

◼

В самолетостроении выделяют 3

основных методов

взаимозаменяемости (увязки

заготовительно-штамповочной,

сборочной, шаблонной, объемной

оснастки):

◼

- плазово-шаблонный;

◼

- эталонно-шаблонный;

◼

- независимый (бесплазовый) метод.

◼

Образование конечного (истинного) размера

и

формы

поверхности

изделия

является

сложным

многоэтапным

процессом.

Он

начинается

с

того,

что

конструктором

на

чертеже

задаются

размеры

и

формы

поверхностей изделий в соответствии с их

назначением.

◼

Затем эти размеры и формы переносятся с

помощью разных мерительных инструментов

на СП и оборудование при его настройке и

воспроизводятся в готовом изделии.

Методы увязки

◼

Связанный

◼

Независимый

Плазово-шаблонный метод

увязки форм

Понятие плаза

Плаз представляет

собой чертеж

самолета,

вертолета,

отдельных их

частей или деталей

в натуральную

величину на

плоской жесткой

поверхности.

Шаблон

◼

Имея плаз, можно с него скопировать любой

контур. Это выполняется с помощью шаблонов —

жестких носителей формы и размеров

поверхностей по отдельным сечениям.

◼

Эталон – макет агрегата, служащий для хранения

и воспроизведения его формы и размеров.

Сущность метода

Сущность метода состоит в

использовании единой системы жестких

носителей форм и размеров взаимно-

сопрягаемых элементов конструкции для

изготовления и геометрической увязки их

между собой. В основе этой единой

системы лежит теоретический плаз

агрегата самолета.

Теоретическим

плазом

называют

чертеж

агрегата,

выполненный

в

натуральную

величину.

На

этом

чертеже

показывают

теоретические

контуры,

отдельные

сечения

и

конструктивные базы агрегата.

При

вычерчивании

теоретического

плаза

за

координатные

оси

принимаются

ось

симметрии

и

строительная

горизонталь.

Плоскости,

проведенные

через

них,

называются

соответственно

плоскостью

симметрии

(

V

)

и

плоскостью

строительной

горизонтали (

Н

).

Плоскость

Р

называется

плоскостью

нулевой

дистанции.

Теоретические плазы

Виды плазов

В качестве плазов для разбивки на них

теоретических чертежей, используют:

⮚

Паркетный пол

⮚

Фанерные щиты

⮚

Металлические листы

⮚

Листы из пластмассы

Основные шаблоны и конструктивные плазы

К основным относятся шаблон контрольно-контурный, отпечаток

контрольный и конструктивный плаз.

Шаблон контрольно-контурный (ШКК) изготавливают на плоские

узлы

типа

нервюр,

шпангоутов,

лонжеронов.

Контур

ШКК

точно

воспроизводит

теоретические

обводы

узла,

а

на

одной

из

его

плоскостей вычерчиваются контуры сечений деталей, лежащих в

плоскости узла.

ШКК предназначены для:

•

конструктивной и геометрической увязки деталей, т.е.

вычерчивания в натуральную величину сечения

всех деталей,

лежащих в плоскости узла;

•

изготовления и увязки шаблонов, необходимых для изготовления

СП;

•

изготовления и увязки узлового комплекта шаблонов, необходимого

для изготовления деталей, составляющих данный узел.

ШКК изготавливаются по таблицам координат, теоретическому плазу

(откуда снимается контур и оси) и чертежам узлов или агрегатов. Эти

шаблоны красятся в красный цвет и хранятся в плазовом цехе.

Основные шаблоны и конструктивные плазы

Конструктивный плаз (КП) полностью повторяет ШКК с

той

только

разницей,

что

КП

вычерчен

целиком

на

прозрачном пластике винипрозе.

Как

и

ШКК,

конструктивный

плаз

предназначен

для

конструктивной

и

геометрической

увязки

деталей,

входящих в узел, воспроизведения контуров и контроля

шаблонов.

Применение КП предупреждает преждевременный износ и

порчу

ШКК

и

теоретического

плаза

при

изготовлении

шаблонов и их контроля.

Отпечаток

контрольный

(ОК)

применяется

для

изготовления, увязки и контроля узлового и детального

комплекта

шаблонов.

Он

представляет

копию

КП

и

изготавливается

из

листовой

стали

методом

фотокопирования.

Производственные шаблоны

Производственные шаблоны (ПШ) предназначены для изготовления

СП, оснастки и деталей. Изготавливаются они по ШКК, КП или ОК. Все

ПШ окрашиваются в черный цвет и находятся в цехах.

Некоторые производственные шаблоны приведены в таблице.

Сокращенно

е

обозначение

Название шаблона

Назначение шаблона

ШК

Шаблон контура

Изготовление и увязка шаблонов ШКК, ШРД,

ШОК, ШВК и других приспособлений для

контроля деталей

ШРД

Шаблон развертки детали

Изготовление шаблонов ШФ и ШГР, вырубных и

вырезных штампов

ШВК

Шаблон внутреннего

контура

Изготовление форм блоков и пуансонов и

оправок для формовки, гибки и выколотки

ШОК

Шаблон обрезки и

кондуктор для сверления

Обрезка, сверление и контроль формы

сложных листовых и профильных деталей

ШКС

Шаблон контура сечения

Изготовление и контроль деталей, фасонных

оправок для обтяжки и штамповки гипсомодели

ШМФ

Шаблон монтажно-

фиксирующий

Для изготовления элементов и монтажа СП

Координатографы

◼

Для снижения трудоемкости при вычерчивании плазов и

разметки шаблонов применяются координатографы. Эти

устройства по заданной программе с большой скоростью

вычерчивают

теоретические

и

конструктивные

плазы,

размечают

шаблоны.

Чаще

всего

управление

координатографом

автоматизируется

по

двум

взаимно

перпендикулярным

осям,

т.е.

координатограф

образует

прямоугольную координатную систему.

Увязка

фасонных

поверхностей

деталей,

образующих

обводы крыла, фюзеляжа, оперения с помощью набора

плоских

шаблонов,

не

обеспечивает

необходимой

точности, требует больших затрат труда. Это объясняется

малой

точностью

и

высокой

трудоемкостью

взаимной

ориентации набора плоских шаблонов, необходимого для

изготовления сложных поверхностей обтяжных пуансонов,

штампов, обводообразующих элементов СП.

Средства повышения точности увязки

Задача

повышения

точности

и

снижения

трудоемкости

взаимной ориентации обводообразующих элементов СП с

помощью плоских шаблонов была решена путем создания

плоских

и

пространственных

координатных

стендов,

называемых

соответственно

плаз-кондукторы

и

инструментальные стенды.

Представляет собой монолитную плиту, по бокам которой укреплены

координатные линейки с базовыми отверстиями. По этим отверстиям

выставляется поперечная координатная линейка.

Боковая

и

поперечная

линейки

образуют

плоскую

прямоугольную

систему

координат.

На

них

размечают

координатную

сетку

теоретических

плазов,

сверлят

базовые

отверстия

в

плазах,

шаблонах, рубильниках.

Плаз-кондуктор

1 – передвижные поперечные координатные линейки; 2 – стол;

3 ‒ неподвижные продольные координатные линейки; 4 – установочные

отверстия

Преимущества и недостатки

метода

Преимущества:

⮚

Обеспечение

точности

изготовления

деталей

⮚

Увязка размеров

⮚

Сокращение

времени

изготовления

деталей

⮚

Обеспечение

качественного

контроля

форм и размеров изделий

Недостатки:

⮚

Высокая трудоемкость и недостаточная

точность

изготовления

сборочных

приспособлений и объемной оснастки

⮚

Длительный

цикл

изготовления

сборочной и заготовительной оснастки

вследствие

необходимости

изготовления

плазов

и

шаблонов,

по

которым

будет

изготавливаться

эта

оснастка.

Эталонно-

шаблонный метод

(ЭШМ)

◼

Эталонно-шаблонный метод (ЭШМ)

повысил точность увязки оснастки,

снизил ее трудоемкость. Сущность этого

метода состоит в создании и

использовании для увязки эталонов и

контрэталонов поверхностей агрегатов

как единых источников для изготовления

заготовительной и обводообразующих

элементов сборочной оснастки.

◼

Эталон поверхности – пространственный носитель размеров

и форм секции, отсека узла, панели или всего агрегата.

◼

Контрэталон – приспособление, являющееся жестким

носителем формы и размеров агрегата или его части и

устройств сборочного приспособления.

◼

Монтажный эталон является единственным носителем форм

и размеров при монтаже всех сборочных приспособлений,

необходимых для изготовления этого агрегата. Таким

образом, операция пространственной взаимной ориентации

плоских шаблонов, выполняемая при монтаже каждого

комплекта СП, исключается. Эта операция выполняется при

изготовлении монтажного эталона для всего комплекта

оснастки. Тем самым сокращается трудоемкость и

повышается точность монтажа стапеля.

◼

Перенос форм осуществляется с

помощью слепков с нужных участков

поверхности агрегата. Для ориентации

на поверхности агрегата нанесена

система базовых отверстий, строго

координированных относительно осей

агрегата. По этим отверстиям строго

координируется и положение слепка с

участка относительно всей поверхности.

Схемы увязки при ЭШМ

Увязка

указанных

на

ТЧ

размеров и форм плоских

узлов

и

панелей

осуществляется

при

помощи

комплекта

шаблонов,

снятых

теоретического

(ТП)

и

конструктивного

(КП)

плазов.

Носителем теоретического

контура является ШКК. По

этому основному шаблону

способом

прямого

копирования

выполняют

комплект

ПШ,

используемых

для

изготовления

деталей,

оснастки и контроля.

Для изготовления обшивок необходим обтяжной пуансон

из

пескоклеевой

массы

(ПСК).

Этот

пуансон

получают

снятием

слепка

с

деревянной

болванки,

которую

изготавливают

с

помощью

ШКС.

По

пуансону

также

изготавливают шаблон для обрезки обшивки по контуру

ШОК.

В

результате

контрольной

сборки

в

СП

получают

эталонные детали, детали каркаса и обшивки. Эталонные

детали являются источником информации о размерах и

расположении

вырезов

и

СО

для

изготовления

ШОК,

показанного на рисунке.

Схемы увязки при ЭШМ

Шаблон для обрезки

контура и сверления

отверстий для обшивок

двойной кривизны

•

увеличенные

сроки

запуска

и

серийного

освоения новых изделий;

•

невозможность проведения точностной оценки

увязки деталей;

•

сложность

и

большая

трудоемкость

изготовления

эталонов

крупногабаритных

агрегатов;

•

узкий фронт работ.

Недостатки ЭШМ

Устранению указанных недостатков

способствует применение

инструментальных стендов и плаз-

кондукторов.

Метод бесплазовой увязки

(МБУ)

◼

Метод переноса размеров – независимый.

◼

Первоисточником размеров является

математическая модель поверхности

(ММП),которая разрабатывается в ОКБ при

проектировании ЛА.

◼

Увязка осуществляется по местам обводов по

отдельным сечениям и плоским узлам.

◼

В качестве способа переноса форм и

размеров используется автоматизированная

увязка и воспроизведение поверхностей.

Производство оснастки осуществляется на

станках с ЧПУ.

◼

В начале, на ЭМ увязывают обводы летательного

аппарата, затем, по сечениям увязывают детали

каркаса/обшивки, входящие в данное сечение. На

стадии проектирования конструктора с технологами

разрабатывают схему членения ЛА на сборочные

единицы: агрегаты, секции, панели и узлы.

Следовательно, математические модели разбиваются

на отдельные сборочные единицы, согласно схеме

членения. После, ЭМ СЕ разделяют на отдельные ЭМ

деталей. По ЭМ деталей проектируют ЭМ оснастки.

◼

Обработка рабочих контуров технологической

оснастки производится на станках с ЧПУ, при этом

сокращается количество номенклатуры переходной и

увязочной оснастки.

Сравнение ПШМ и МБУ

Первоисточником

для

перенесения

форм

и

размеров

деталей

и

оснастки

в

ПШМ

служит

ТП,

по

которому

изготавливается

ШКК,

с

которого

с

помощью

комплекта

производственных

шаблонов

переносят

форму

и

размеры

на

технологическую оснастку и детали.

Появление

САПР,

фрезерных

станков

с

ЧПУ

и

контрольно-

измерительных

машин

(КИМ)

позволило

постепенно

перейти

от

ПШМ к МБУ, изменив схему увязки.

Первоисточником в МБУ является не ТП, а электронная модель

(ЭМ) детали или сборки, полученная при электронном описании

объекта. Под этим принято понимать представление конструкции

изделия в виде объемной трехмерной графики, выполненной в

определенной программной среде. Электронная модель несет всю

необходимую

для

изготовления

геометрическую

информацию

и

технические требования.

Основные принципы МБУ

1.

ЭМ

становится

эталоном

хранения

геометрической

информации

об

изделии

и

используется

как

средство

пространственной

увязки

сопрягаемых

элементов

конструкции.

Формирование ЭМ деталей и сборочных единиц

осуществляется

конструкторами

с

использованием

объектно-ориентированных

систем

и

баз

данных

типовых

и

стандартизованных

элементов

конструкции

(подсечки, рифты, отверстия, вырезы, крепежные

элементы

и

т.д.).

В

создании

ЭМ

участвуют

технологи,

которые

в

режиме

группового

использования

данных

проводят

отработку

технологичности изделия и дают рекомендации

по изменению его конструкции.

Основные принципы МБУ

2.

ЭМ

используется

как

первоисточник

информации

для

получения

моделей

и

электронных

документов

системы

бесплазовой подготовки производства:

а) электронных чертежей (ЭЧ), сборочных и деталировочных,

номенклатура,

количество

и

состав

информации

которых

должны

быть

пересмотрены

и

заново

регламентированы.

Очерки конструктивных элементов на ЭЧ формируются путем

проецирования

или

построения

сечений

ЭМ.

Чертеж

превращается,

по

существу,

в

плаз-чертеж,

поскольку

он

эталонирует реальную геометрию изделия;

б) технологических электронных макетов (ТЭМ), содержащих

часть геометрической информации, необходимой для решения

конкретной

технологической

задачи.

Геометрия

ТЭМ

может

отличаться от исходного конструкторского электронного макета,

как, например, геометрия детали до сборки отличается от ее

геометрии

после

выполнения

ряда

сборочных

операций

(подгонки, снятия припусков, сверления отверстий и т.д.).

Основные принципы МБУ

3. Значительную часть шаблонов все равно придется

делать

(бесплазовое

не

значит

бесшаблонное),

поскольку

изготовление

и

контроль

элементов

конструкции будет на первых порах осуществляться по

традиционной

технологии.

Отказ

от

шаблонов

возможен только после переоснащения всех этапов

производства

(включая

сборку)

новым

поколением

программно-управляемого оборудования.

4.

Проектирование

технологических

процессов

будет

осуществляться с использованием прикладных систем,

причем

исходная

информация

об

изделии

будет

передаваться

в

виде

ТЭМ

и

чертежей

и

поддерживаться

интегрированной

информационной

средой подготовки производства.