Реферат: Проектирование сборочных приспособлений

Оглавление

Введение……………………………………………………………………………..…..3

Глава 1. Конструктивно-технологическая характеристика объекта сборки………..4

1.1. Описание конструкции изделия………………………………………………...4

1.2. Описание материалов узла………………………………………………………5

1.3. Соединения элементов узла………………………………………………….….6

1.4. Технические условия на сборку…………………………………………….…..9

1.5. Оценка технологичности конструкции………………………………………..10

Выводы…………………………………………………………………………………15

Глава 2. Технологический процесс сборки…………………………………………..16

2.1. Методы базирования при сборке………………………………………………16

2.2. Выбор способа базирования и сборочных баз………………………………..17

2.3. ТУ на поставку входящих узлов и деталей…………………………………18

2.4. Описание технологического процесса………………………………………...18

2.5. Описание оборудования и инструмента………………………………………20

Выводы…………………………………………………………………………………22

Глава 3. Сборочное приспособление…………………………………………………23

3.1. Назначение и ТЗ на проектирование приспособления………………………23

3.2. Выбор конструктивной схемы приспособления……………………………24

3.3. Описание конструкции сборочного приспособления………………………26

3.4. Расчет основных элементов приспособления………………………………30

3.5. Изготовление (монтаж) приспособления……………………………………33

Заключение…………………………………………………………………………….34

Список литературы……………………………………………………………………35

Введение

Целью работы является изучение и проектирование сборочного приспособления для определенного узла. В данном случае переходной системы. Следует подробно описать его конструкцию, виды соединений и дальнейшую сборку узла, спроектировать и описать сборочное приспособление для него.

Глава 1. Конструктивно – технологическая характеристика объекта сборки

1.1. Описание конструкции изделия

Переходный отсек (рис.1) служит основным силовым элементом между космическим аппаратом (КА) и разгонным блоком (РБ). Конструкция переходного отсека содержит не большое количество деталей сложной конфигурации. Изготовление деталей может быть осуществлено на универсальном оборудование и станках с ЧПУ. Он состоит из следующих частей: шпангоут верхний (поз.1), шпангоут нижний (поз.2), обшивка (поз.3), фитинг (поз.4), балка (поз.5), полка (поз.6), стрингер (поз.7), стрингер (поз.8), кронштейн (поз.9).

Детали данного изделия выполнены из профилей алюминиего сплава Д16АТ и листового материала Д16 толщиной 5мм. Данные материалы обладают хорошей пластичностью и удовлетворительной обрабатываемостью резаньем. Конструкция крупных размеров, не имеет сложных геометрических форм.

Используемый материал и полуфабрикаты в достаточном ассортименте выпускаются промышленностью, просты в обработке и не требуют изготовления специального инструмента.

Рис.1 Переходный отсек.

1.2. Описание материалов узла

Детали переходной системы изготовлены из алюминиевых сплавов Д16 и Д16АТ.

Характеристика материала Д16.

Классификация: Алюминиевый деформируемый сплав.

Применение: для силовых элементов конструкций самолетов, кузовов автомобилей, труб и т.д.; для деталей работающих при температурах до -230град.

Химический состав в % материала д16 (Таблица 1).

Таблица 1

Механические свойства при Т=20◦С материала Д16:

Sв=470МПа – предел кратковременной прочности.

St=300МПа – предел пропорциональност (предел тякучести для остаточной деформации);

Εр=19% - относительное удлинение при разрыве;

Твердость материала Д16, сплав отожженный НВ=42МПа;

Твердость материала Д16 после закалки и старения НВ=105МПа;

Термическая обработка: закалка с 495-505°С в воде, естественное старение не менее четырех суток.

Физические свойства сплава Д16

d=2.78г/-плотность

p=0.057 ом /м-удельное электросопротивлени [4]

1.3. Соединения элементов узла

При сборке переходного отсека соединение элементов конструкции между собой осуществляется при помощи заклёпочного, болтового и клеевого соединений.

Заклепочное соединение (рис.2) относится к неразъемному типу соединений.

Рис.2 Заклепочное соединение.

Соединение обшивок со стрингерами, фитингами, шпангоутами и балками осуществляется при помощи заклепок с плоской головкой ГОСТ14797-85 из алюминиевого сплава В65.

Соединение деталей , узлов, панелей и агрегатов летательного аппарата клёпкой, является наиболее надёжным и в настоящее время самым распространённым способом .

Клепкой называют способ получения неразъемного неподвижного соединения с помощью заклепок.

Клепанные соединения надежно работают в условиях вибраций и ударных нагрузок., при высоких и низких температурах и давлении.

Клепка разделяется на холодную, т.е. выполняемую без нагрева заклепок, и горячую, при которой перед постановкой на место стержень нагревают до 1100◦С. При диаметре заклепок до 8мм применяют только холодную клепку, при диаметре заклепок от 8 до 12мм – смешанную, т.е. как горячую, так и холодную; при диаметре более12мм – горячу. Образование замыкающей головки может происходить при быстром (ударная клепка) и медленном (прессовая клепка) действии сил.

Виды заклепок. Основной деталью заклепочного соединения является заклепка. Заклепка представляет собой металлический стержень с головкой на конце, которая называется закладной и по форме бывает полукруглой, потайной и полупотайной.

Другая головка образуется во время клепки из части стержня, выступающего над поверхностью склепываемых деталей. Наиболее распространенные заклепки со сплошным стержнем, трубчатые и полутрубчатые. Отверстия для заклепок сверлят сверлом, имеющим диаметр больший, чем диаметр стержня заклепки.

Материалом заклепок для горячеклепанного соединения является углеродистая сталь 30, 35, 45. Заклепки для холодного соединения изготавливают из более пластичных сталей 10 и 20. [2]

Болтовое соединение (рис.3) относится к разъемному виду соединений.

Применяется в местах крепления фитинга со шпангоутом, обшивкой и балкой. Болтовое соединение, распространённый тип резьбового соединения болтом и гайкой. Обычно в отверстие соединяемых деталей болт вставляется с зазором, и соединение осуществляется затяжкой гайки, что создаёт давление между деталями, препятствующее их расхождению (раскрытию стыка) под действием осевых сил и относительному сдвигу под действием поперечных сил, благодаря возникающему между деталями трению. Реже болт плотно входит в отверстие соединяемых деталей и препятствует относительному их сдвигу под действием поперечных сил, работая на срез; в этом случае стержень болта и отверстие детали обрабатываются с высокой точностью и при той же поперечной силе болт получается тоньше.

Рис.3 Болтовое соединение.

Клеевое соединение (рис.4) относится к типу неразъемных соединений.

В данном контексте имеет смысл усиления болтовых соединений. Клеевое соединение, неразъёмное соединение деталей машин, строительных конструкций, осуществляемое с помощью клея. К. с. позволяет скреплять различные, в том числе и разнородные материалы, обеспечивая равномерное распределение напряжений. К. с. используют при изготовлении изделий из стали, алюминия, латуни, резины и др. материалов, которые можно соединять в различных сочетаниях. При монтаже оборудования и строительстве сооружений К. с. могут заменять сварку, клёпку и др. (см. Клеёные конструкции). Для К. с. применяют фенолоформальдегидные, эпоксидные, кремнийорганические и др. клеи. Толщина клеевой прослойки обычно 0,01—0,1 мм. Чаще всего с помощью клея выполняют соединения, работающие на сдвиг или равномерный отрыв. Такие соединения для стальных изделий обеспечивают предел прочности на сдвиг 20—35 Мн/м2(200—350 кг/см2), а в ряде случаев значительно выше. Недостатками К. с. являются их меньшая долговечность, например, по сравнению со сварными и заклёпочными соединениями (особенно при резких колебаниях температуры), и низкая прочность на односторонний неравномерный отрыв (т. н. отдир). В этих случаях хорошие результаты даёт применение комбинированных соединений — клеезаклёпочных и клеесварных.

Рис.4 Клеевое соединение.

1.4. Технические условия на сборку

ТУ на изготовление переходного отсека.

Изготовленный переходный отсек должен соответствовать всем требованиям чертежа и настоящих технических условий:

· БЧ детали изготавливать по шаблонам снятым с плаза.

· Допуск на шаг заклепки +-1 мм.

· Клёпку производить по инструкции предприятия.

· Склейку производить по инструкции предприятия.

· Неуказанные предельные отклонения размеров БЧ дет : H12;h12.

· Неуказанные на поле чертежа шаг заклепок 20мм.

Сборка переходного отсека должна производиться в сборочном приспособлении, принятом ОТК.

Технические условия на сборку переходной системы:

При сборке Переходной системы должны выполняться следующие требования:

1. Все детали и узлы должны быть изготовлены в строгом соответствии с чертежами и шаблонами.

2. Все детали должны быть изготовлены из материалов, указанных в чертежах. Качество материалов должно отвечать требованиям, соответствующих ТУ на поставку входящих деталей и материалов.

3. Все детали должны иметь клеймо и быть проверенными ОТК.

4. При изготовлении деталей и сборке узла должны выполняться все требования и производственные инструкции.

5. Сборка узла должна обеспечить взаимную увязку (стыковку) с другими агрегатами.

6. При сборке в стапеле должны быть удалены все посторонние предметы и стружка.

7. Допуск предельного отклонения от теоретического контура ±1,0мм.

1.5. Оценка технологичности конструкции

Понятие технологичности

Под технологичностью конструкции летательного аппарата и его агрегатов понимают комплекс ее свойств, позволяющих при сохранении заданных эксплуатационных показателей, включая и ремонтопригодность, изготовлять рассматриваемую конструкцию с меньшими производственными затратами и в наиболее короткие сроки.

Технологичность конструкции является важной характеристикой совершенства изделий, так как она в значительной мере предопределяет уровень технико-экономических показателей производства.

Технологичность конструкции - условная характеристика совершен­ства изделия. Она приобретает определенность лишь применительно к конкретным условиям производства. Например, технологичность одной и той же конструкции обычно резко различна по отношению к мелкосе­рийному и крупносерийному производству. Поэтому и конструкция, хо­рошо приспособленная для изготовления ее с применением процессов, характерных для мелкосерийного производства, является высокотехно­логичной лишь при мелкосерийном изготовлении; при освоении в круп­носерийном производстве та же конструкция может оказаться весьма нетехнологичной. Напротив, конструкция, ориентированная на примене­ние технологических процессов крупносерийного производства, может оказаться технологичной лишь при массовом ее изготовлении; при изго­товлении мелкими сериями она может проявить себя как нетехнологичная.

В практике ракетостроения ожидаемый масштаб выпуска проектируемых изделий часто заранее известен. Так обычно обстоит дело при проектировании изделий под долгосрочные программы. Во всех таких случаях основной принцип обеспечения высокой технологичности конструкций состоит в том, что конструкция разрабатывается с расчетом на применение при ее изготовлении процессов обработки и сборки, наиболее рациональных при ожидаемом масштабе выпуска данного изделия и конкретные особенности предприятия, на котором предполагается организовать производство изделий данного типа.

Технологичность конструкции закладывается в процессе проектирования изделия и может быть улучшена в процессе внедрения и производства. Однако выбор наиболее экономичных и производительных технологических процессов изготовления конструкции изделия представляет довольно сложную задачу.

Для обеспечения технологичности конструкции при проектировании летательного аппарата необходимо учитывать ряд общих требований предъявляемых к конструкции:

а) Простота форм частей изделия.

В общем случае обработка линейчатых (плоских, цилиндрических, конических) поверхностей проще, чем поверхностей двойной кривизны. Поэтому желательно максимальное использование в конструкции линейчатых поверхностей.

б) Рациональное членение конструкции на элементы.
Конструкция должна быть расчленена на агрегаты, узлы и детали таким образом, чтобы при изготовлении и сборке всех ее элементов можно было широко использовать имеющиеся средства механизации технологических и вспомогательных процессов и обеспечить удобство выполнения ручных работ.

в) Максимальное использование в конструкции изделия
легкообрабатываемых материалов.

г) Отсутствие чрезмерно высоких требований к точности размеров,
формы, расположения и к чистоте обработки поверхностей элементов
конструкции. В общем случае обработка и сборка элементов конструкции значительно усложняется при повышении требований к их точности.

д) Наличие подходов для контроля качества всех элементов
конструкции непосредственно в изделии.

е) Возможно более широкое применение в конструкции.
нормализованных и стандартных деталей и узлов. В процессе стандартизации и нормализации элементы конструкции подвергаются тщательному всестороннему анализу, отработке и практической проверке. В результате стандартные элементы аккумулируют в себе широкий коллективный опыт конструкторов, технологов и потребителей. Поэтому их применение в конструкциях значительно облегчает получение изделий высокого качества.

ж) Возможно большая унификация элементов конструкций.

Унификация приводит к увеличению повторяемости отдельных элементов в конструкции и, следовательно, к увеличению масштаба про­изводства этих элементов при неизменном масштабе выпуска собранных изделий.

з) Возможно большая преемственность конструкции.

Преемственность конструкции, это, возможно более широкое использование в конструкциях отдельных элементов ранее созданных, освоенных в серийном производстве и проверенных в эксплуатации изделий. Это создает возможность широкого применения в производстве хорошо отработанных, уже освоенных процессов обработки и сборки, обеспечивающих высокие технико-экономические показатели. [3]

Количественная оценка технологичности узла

1. Коэффициент применяемости унифицированных деталей КУД.

К уд = D у_Н / D = 0/93 =0,

где Dу- количество унифицированных деталей, D_yH =0; D - количество деталей шпангоута, D=93

2. Коэффициент применяемости стандартных деталей (кроме крепежа).

K _CT = D _CT / D = 0/93=0,

Dст – количество стандартных деталей в шпангоуте, Dct=0;

3. Коэффициент повторяемости элементов конструкции;

К пов = N_H / N_K ,

где Nk - общее число составных частей конструкции; Nh - количество одинаковых деталей;

- Шпангоут верхний Кпов =1/93= 0,013;

- Шпангоут нижний Кпов =1/93= 0,013;

- Обшивка Кпов =2/93= 0,021;

- Фитинг Кпов =8/93= 0,086;

- Балка Кпов = 18/93= 0,193;

- Полка Кпов = 6/93= 0,064;

- Стрингер Кпов = 46/93= 0,494;

- Стрингер Кпов = 8/93= 0,086;

- Кронштейн Кпов = 3/93= 0,032;

4. Коэффициент повторяемости элементов в узле:

К пов = п/Д ,

где п - количество повторяющихся деталей; Д - общее количество деталей

К повД = 9/93 = 0,097;

5. Коэффициент повторяемости материала:

К пов.мат. = 1 - Q m */ Q m ,

где Qm*- количество марок материала;

Qm — количество наименований материала(по кол-ву деталей)

К повмет = 1- Q m */Q m = 1- 2/93= 1-0,013= 0,987

6. Коэффициент использования материала:

КИМ = М д /М з ,

где Мд - масса детали, кг; Мз - масса заготовки, кг

- Шпангоут верхний КИМ = 9,2/8,3 = 0,82

- Шпангоут нижний КИМ = 10,9/9,1 = 0,81;

- Обшивка КИМ = 3,5/3,7= 0,91;

- Фитинг КИМ = 2,6/2,1= 0,79;

- Балка КИМ = 1,9/1,5= 0,78;

- Полка КИМ = 1,1/0,9= 0,81;

- Стрингер КИМ = 0,7/0,6= 0,82;

- Стрингер КИМ = 0,7/0,6= 0,81;

- Кронштейн КИМ = 0,6/0,5= 0,83;

Качественная оценка технологичности узла

Все детали переходного отсека имеют простую геометрическую форму. В стенке адаптера имеется вырезы под кронштейны.

В конструкции переходного отсека применяется три вида соединений –заклепочное, болтовое и клеевое. Это позволяет сократить номенклатуру применяемого инструмента.

Подходы ко всем клепаным швам шпангоута имеют открытые зоны и не требуют специализированного оборудования.

Наличие в конструкции адаптера одинаковых и однотипных деталей позволяет применять для их изготовления типовые техпроцессы или изготавливать их пакетами, и снизить затраты на оборудование и приспособления.

Выводы

Технологичность конструкции закладывается в процессе проектирования изделия и может быть улучшена в процессе внедрения в производство.

Переходный отсек имеет рациональное технологическое членение; свободный подход к соединениям любого вида; возможность автоматизации выполнения соединений; возможность применения типовых технологических процессов.

В целом его можно отнести к категории изделий средней степени сложности и обладающей высокой степенью технологичности.

Глава 2. Технологический процесс сборки

2.1. Методы базирования при сборке

В производстве летательных аппаратов применяют следующие способы базирования:

Базирование по месту (по базовой детали).

Применяется при опытном производстве.

«+» Не нужна дополнительная оснастка.

«-» Точность зависит от соседних деталей, неоднозначная взаимозаменяемость.

По разметке.

Ориентация базируемых деталей по разметке на базовой детали применяется при запуске серийного производства. Таким образом, собираются детали внутреннего контура.

«+» Нет специальной оснастки.

«-» Большая трудоёмкость, очень сильно влияет квалификация рабочих.

Базирование по СО.

Ориентация базируемых деталей производится по отверстиям в базовой детали (по СО), вскрываются по взаимно увязанным шаблонам.

«+» Хорошие подходы, простота сборки, не требуется специальной оснастки, не важна квалификация рабочих, легко механизировать сборку.

«-» Не всегда высокая точность, требуются взаимно увязанные шаблоны.

Применяют для внутреннего набора.

Базирование по КФО.

Ориентация базируемых деталей по отверстиям в деталях и сборочном приспособлении. Увязка КФО производится по координатным стендам, кондуктором с шагом между отверстиями кратным 50мм. КФО только для базирования. Применяется в серийном производстве для внутренних и наружных обводов, а также конструкции больших габаритов.

«+» Высокая точность, приспособление менее металлоёмкое чем БЭСП.

Недолго изготавливать.

«-» Требуется специальная оснастка для увязки отверстий -дополнительные шаблоны, кондукторы. Повышение требований к точности изготовления детали.

Базирование по БЭСП.

СП имеет сопряжённую поверхность с базируемой детали

«+» Самая высокая точность сборки, хорошо подходит для деталей малой жёсткости, квалификация рабочих не важна.

«-» Дорогие приспособления, долго изготавливать, трудно механизировать сборку.

2.2. Выбор способа базирования и сборочных баз

Поскольку одним из основных показателей качества сборки конструкции самолета является уровень геометрических отклонений от теоретически заданных размеров и форм, которые получаются в результате реализации технологических процессов изготовления. Поэтому из соображения точности, сборку стабилизатора необходимо производить в сборочном приспособлении.

Отдельные детали и сборочные единицы в сборочном положение устанавливаются по базам. При разработке метода базирования определяют базы для отдельных деталей, узлов, панелей и состав баз при сборке отсека или агрегата.

Базой называется поверхность или выполняющее ту же функцию сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащие заготовке или изделию, и используемые для базирования. Сборочными называют базы, определяющие положение детали в приспособлении относительно других деталей при сборке.

Сборочные приспособления обеспечивают требуемое взаимное положения собираемых деталей и определенное положение обрабатывающего инструмента относительно деталей, придают заданную форму недостаточно жестким деталям и узлам в процессе сборки, позволяют широко использовать при сборке принцип компенсации погрешностей изготовления деталей.

Сборка частей планера самолета в сборочных приспособлениях обеспечивают точность готового изделия в пределах 1,0... 1,5 мм.

Стабилизатор является одной из важных частей самолета. От способа и точности сборки стабилизатора зависит качество внешней поверхности, которая в свою очередь влияет на аэродинамические свойства самолета. При сборке стабилизатора используется метод' сборки с базированием от наружной поверхности обшивки - процесс, при котором базой для устанавливаемых обводообразующих элементов являются опорные поверхности приспособлений, выполненные по наружной поверхности обшивки.

2.3. ТУ на поставку входящих узлов и деталей

На сборку подавать:

1. Шпангоут нижний и верхний с нанесенными осями стабилизации и рисками.

2. В обшивке предусмотреть припуск 5мм по торцам.

3. В стрингерах предусмотреть припуск 2мм по торцам.

2. 4 . Описание технологического процесса сборки

В технологическом процессе сборки переходного отсека первой операцией идет контрольная операция. Проверяется техническое состояние стапеля и наличия всех деталей адаптера.

Второй операцией идет установочная операция, т.е. ориентируясь по осям стабилизации и рискам устанавливаются шпангоуты адаптера (поз.1;2). Фиксируются прижимами и ограничителями.

Третей операцией сверлят 16 отверстий Ø8,2 в нижнем шпангоуте и 8 отверстий Ø8,2 в верхнем шпангоуте и закрепляют ступенчатыми болтами.

Следующей операцией идет установка и подгонка обшивки. Устанавливается обшивка в стапель, крепится прижимами и ограничителями по высоте. Размечиваются линии припуска по стыкам и размечивается окно-паз.

Далее снимается обшивка из стапеля и на сборочном столе обрезаются припуски и окно-паз.

Следующий этап – установка обшивки в стапель. Поочередно устанавливаются обшивки (поз.3). Фиксируется относительно шпангоутов (поз.1;2) по высоте прижимами и ограничителями.

Далее – установка стрингеров по стыкам обшивки, базируясь по осям стр№35 и №71. Размечивают центры отверстий под заклепочные швы, сверлят отверстия Ø3,1, фиксируют т/болтами и гайками.

Следующая операция установка на шпангоут фитингов (поз.4) с балками (поз.5), ориентируясь по осям стрингеров №5,6; 14,15; 23,24; 32,33; 41,42; 50,51; 59,60; 68,69. Прижимают к шпангоуту прижимами стапеля. Размечивают отверстия под установку болтов и заклепок. Открывают отверстия Ø3,1 в балках и фитингах, крепят т/болтами и гайками.

Далее изымают фитинги и балки из стапеля, цекуют площадку на фитингах. После – собирают попарно фитинги с балками и крепят т/болтами и гайками. Далее происходит установка фитингов с балками на шпангоут и сверлят отверстия Ø3,1 в пакетах деталей балка-обшивка, балка-обшивка-фитинг, балка-обшивка-фитинг-шпангоут. Устанавливают т/болты.

После производят разметку на стрингерах (поз.7;8) центров отверстий под установку заклепок. Устанавливают на внутреннюю поверхность обшивок, базируясь по осям стрингеров. Прижимают стригеры болтами стапеля. Сверлят отверстия Ø3,1 по разметке. Фиксируют стрингеры к обшивке и шпангоутам т/болтами.

Далее устанавливают полку, сверлят в ней отверстия и устанавливают т/болты и гайки.

Следующая операция – разметка заклепочных швов по шпангоутам. Сверлят отверстия Ø3,1 под установку заклепок.

Следующей немаловажной операцией технологического процесса сборки переходной системы является промежуточный контроль БТК, который заключается в контроле правильности выполнения всех операций сборки (сверлении, цековки, установки фитингов с балками) перед сборкой на основной крепеж.

Далее следует подготовка к клепке – снятие заусенцев, очистка каркаса от стружки ( с помощью пылесоса и щетки).

После производят клепку адаптера. Потом снимают т/болты и клепают по пропущенным местам.

Далее устанавливают болты крепления фитингов с балками; балок со шпангоутами и обшивками; стрингера с обшивкой и полкой. Снимают т/болты, разделывают отверстия до нужного диаметра и устанавливают болты по пропущенным местам.

Следующей операцией снимают крепления шпангоутов от верхней и нижней плиты, освобождая переходную систему от крепления в стапеле.

Далее сверлят отверстия Ø5,2 под установку заклепок и производят клепку вне стапеля. Так же устанавливают болтовые соединения по пропущенным местам.

После клепки производят контроль на отсутствие мест на поверхности обшивок и шпангоутов с пропущенными болтовыми и заклепочными соединениями. Проверяют отсутствие механических повреждений на каркасе.

Затем производят мехобработку каркаса в размер 500±0,5, снимая припуски со шпангоутов.

Далее устанавливают адаптер в стапель используя стыковочные отверстия и разделывают оставшиеся отверстия через втулки стапельной плиты.

После этого снимают каркас из стапеля, наносят покрытие, грунтовку, красят. Далее маркируют и клеймят.

Завершающим этапом служит контроль. Проверяется отсутствие механических повреждений на шпангоутах и обшивках каркаса, нарушения покрытий, наличие маркировок, взвешивают каркас, после чего передают в цех окончательной сборки для дальнейшей состыковки.

2.5. Характеристика оборудования и инструмента

В современном производстве наиболее распространены пневматические дрели, которые имеют сравнительно малые размеры и массу; привод дрели допускает плавное нарастание числа оборотов при нажиме на курок. При перегрузке дрель останавливается, чем предотвращается поломка сверла, в то время как перегрузка электрических дрелей приводит к перегоранию обмотки и тем самым к поломке дрели. В эксплуатации пневмодрели обходятся дешевле электрических, несмотря на необходимость значительных затрат на оборудование компрессорами и воздухопроводом, и более безопасны, чем электрические.

– пневмодрель СМ21-9-2500 – пневмодрель с шумопонижающим устройством, пистолетной формы, наибольший диаметр сверла 8 мм, масса m=0,8 кг;

Пневматические клепальные молотки широко применяются при клепке узлов и агрегатов, так как имеют малые размеры, наибольший вес и дают возможность работать ими в любом требуемом положении непосредственно в стапелях и в сравнительно стесненных местах.

Пневматические молотки изготавливаются различных конструкций и размеров. Пневматические многоударные молотки различаются по мощности, габаритным размерам и форме рукоятки, в зависимости от чего они используются для заклепок разных диаметров, расположенных в различных местах изделия.

– пневмомолоток КМП-25 - форма рукоятки - пистолетная, наибольший диаметр расклепываемой заклепки:

– дуралюминовая - 4 мм;

– стальная Х18Н9Т - 3 мм.

Масса пневмомолотка m = 1,5 мм.

Поддержка служит опорой при расклепывание заклепки пневматическим клепальным молотком. Правильно выбранная по конструкции и массе поддержка должна иметь ту же частоту ударов, что и молоток. При несоблюдении этого требования удары молотка не координируются с ударами поддержки, в результате чего клепка получается недоброкачественной.

Масса поддержки зависит от диаметра и материала расклепываемой заклепки и способа клепки. При обратном способе клепки, для заклепок из алюминиевых сплавов d = 4 мм - масса поддержки m = 2 кг.

Выводы

Техроцесс сборки узла удовлетворяет нормы, выдерживает все требования. Инструмент используемый при сборке часто используемый, проблем с оборудованием не должно быть.

Глава 3. Сборочное приспособление

3.1. Назначение и ТЗ на проектирование приспособления

Сборочная оснастка – устройство для установки деталей и подсборок в заданное чертежом положение при сборке [9].

В зависимости от вида сборочной единицы (узла каркаса, панели, секции, отсеки, агрегаты) различают приспособления для узловой и агрегатной сборки. По принятому способу базирования различают приспособления для сборки по БЭСП, по КФО, по СО. По конструкционному признаку с учетом степени универсальности сборочные приспособления разделяют на специальные и специализированные.

Специальные приспособления предназначены для сборки конкретного конструктивного элемента определенного изделия. При смене объекта производства специальная сборочная оснастка демонтируется. Стандартные узлы и детали могут быть использованы повторно при создании новых приспособлений.

Специализированными называют приспособления, предназначенные для сборки определенной группы однотипных элементов объединенных общностью конструктивно-технологических признаков. При переходе со сборки узла одного типоразмера на другой приспособление не демонтируется, а производят переустановку-переналадку базовых фиксирующих элементов.

Проектирование сборочного приспособления ведут с учетом трех основных требований:

1. Обеспечение заданной точности и взаимозаменяемости соби­раемого изделия. Требование это достигается правильным выбором со­става базовых элементов, их количества и расположения относительно друг друга и конструктивных осей, надежностью фиксации и достаточ­ной жесткостью каркаса, исключающей смещение базируемых узлов и деталей под действием возмущающих нагрузок.

2. Обеспечение удобства выполнения сборочных работ и высокой производительности труда: свободные подходы к рабочим зонам, быст­рота установки и фиксации деталей., механизация сборочных операций (сверления, зенкования, клепки, сварки), механизация закладки входящих узлов и деталей, выемка собранного изделия из приспособления и пр.

3. Минимальные затраты труда, средств и времени на проектиро­вание и изготовление приспособления. Основным направлением реше­ния задачи является, возможно, более широкое применение нормализо­ванных элементов. [10]

ТЗ на проектирование приспособления:

1. Переходный отсек, собираемый в приспособлении располагать горизонтально. Выемку агрегата производить через верх.

2. В сборочном приспособлении предусмотреть:

· изменяемое и регулируемое расстояние между плитами;

· фиксацию мастер плит для разделки отверстий в шпангоутах.

3. Приспособление красить в желтый цвет.

3.2 Выбор компоновочной схемы приспособления

Компоновочная схема приспособления определяется формой и размерами изделия, принятыми способами базирования входящих узлов и деталей, заданным в ТУ на проектирование положением изделия в стапеле, способом выема собранного изделия.

Наиболее полное представление о будущем приспособлении дает технологический процесс сборки, определяющий порядок закладки узлов и деталей, способы соединения деталей в процессе сборки, методы и средства контроля качества собираемого изделия.

При разработке компоновочной схемы вычерчивают контуры из­делия в масштабе, принятом для проектирования приспособления. Фак­тически это технологический чертеж изделия, разработанный на основе его конструктивно-силовой схемы. На контурный чертеж объекта сбор­ки наносят базовые оси, относительно которых координируют положе­ние всех узлов проектируемого сборочного приспособления.

В целях соблюдения принципа единства баз за базовые оси при­способления следует принимать оси агрегатов, оси симметрии, строительные горизонтали, оси лонжеронов, хорд и т.д., так как каждый агрегат в зависимости от геометрической формы и положения его в об­шей схеме планера самолета может иметь несколько осей, в качестве ба­зовой следует принимать ту, которая обеспечивает наиболее простое геометрическое построение сборочного приспособления.

Основной задачей компоновки сборочного приспособления явля­ется выбор состава, количества и расположения базовых элементов. Вы­бор производят на основе схемы базирования, принятой при разработке технологического процесса сборки.

Стыковые узлы, кронштейны, узлы навески и другие подобные элементы базируют в приспособлении по фиксаторам, выполненным в виде контрузлов с фиксацией их по отверстиям стыковых болтов (ОСБ). Эти же отверстия принимают за базы при установке в приспособление лонжеронов, нервюр, шпангоутов и других узлов, несущих стыковые уз­лы и кронштейны. Количество такого вида точечных фиксаторов опре­деляется в большинстве случаев количеством устанавливаемых узлов. При оформлении фланцевых стыков торцевые нервюры, шпангоуты, стыковые профили и фитинги базируют на стапельные плиты с фиксацией их болтами по ОСБ.

Количество и положение рубильников для установки в стапель нервюр, шпангоутов определяется расположением узлов поперечного набора собираемого агрегата. Выбирая положение и количество об­водных рубильников и ложементов для базирования панелей, обши­вок, обтекателей (сборка «от обшивки») следует стремиться к мини­мальному их количеству. Если на сборку подаются жесткие монолит­ные или сборочные панели, рубильники устанавливают не по всем сечениям нервюр или шпангоутов, а реже, что снижает трудоемкость из­готовления сборочных приспособлений и улучшает доступ для выпол­нения работ. В местах переходов форм дистанции между рубильника­ми уменьшают.

При сборке плоских узлов типа нервюр и шпангоутов количест­во базовых элементов в виде опор, упоров, бобышек принимают из условия плотного прилегания их при фиксации к установочным (сборочным) базам. Расстояние между опорами обычно колеблется в пре­делах 150-350 мм. При сборке длинномерных узлов (лонжеронов, ба­лок, стенок) количество ложементов зависит от формы и жесткости устанавливаемых деталей.

Положение фиксаторов КФО выбирается таким образом, чтобы оси отверстий располагались в координатной сетке 50 х 50 мм относи­тельно базовых осей узлов и агрегатов. Фиксаторы не должны при этом «затенять» зоны выполнения сборочных работ и затруднять съем соб­ранного изделия с приспособления. Количество фиксаторов КФО опре­деляется обычно жесткостью базируемых элементов [10].

3.3 Описание конструкции сборочного приспособления

Сборочное приспособление представляет собой сложную пространственную конструкцию, состоящую из следующих элементов:

1. Колонны сварной конструкции с верхней и нижней плитой круглой формы.

2. Установочные (базирующие) элементы (мастер плита с рисками, кернеры).

3. Средства крепления и фиксации собираемых деталей в сборочном положении.

Сборочное приспособление (стапель) трехколонного типа состоит из нормализованных элементов.

Фиксаторы и прижимы присоединяются к плитам.

На верхней плите находятся домкраты для изменения расстояния между плитами.

На верхней плите находятся рым болты для осуществления выемки ее из стапеля, чтобы вынуть изделие после сборки, либо во время.

Конструкция стапеля имеет колонны (рис.5) сварной конструкции, которые состоят из блоков, на них монтируют общую массу сборочных элементов.

Рис.5 Колонны стапеля

Блоки стоят на металлической плите, к ней крепятся «ножки», которые впоследствии заливаются бетоном в пол.

В стапеле на кронштейнах (рис.6) установлена нижняя плита. Кронштейн крепится к плите на болтах.

Рис.6 Кронштейн

Верхняя и нижняя плита состоят из балок (рис.7) сварной конструкции, полученных из швеллеров. Является силовой конструкцией, воспринимающей большую часть нагрузок. Работает конструкция на изгиб.

Рис.7 Конструкция плит

На балках закрепляют стаканы с вилками. Стаканы приваривают и они служат для установки вилок. Вилки служат для установки и закрепления стапельной плиты.

Рис.8 Стакан с вилкой

Средства крепления и фиксации

Прижимы – элементы приспособления, с помощью которых собираемые детали закрепляют в сборочном положении.

Прижим обшивки (рис.9). Фиксирует положение обшивки относительно фпангоутов. В конструкции используется откидной болт.

Рис.9 Прижим обшивки

Прижим фитингов (рис.10). Прижимает фитинги к внутренней стороне верхнего шпангоута и прижимает балку к обшивке. В конструкции присутствует откидной болт.

Рис.10 Прижим фитинга

Прижим стрингера (рис.11). Прижимает стрингер к обшивке и ограничивает его по высоте, с помощью поддержки в виде лапки. Фиксируется финтовым прижимом с крючковым болтом.

Рис.11 Прижим стрингера

Прижим шпангоута (рис.12). Прижимает и фиксирует шпангоуты на плитах. Используются винты для затяжки.

Рис.12 Прижим шпангоута

3.4 Расчет основных элементов приспособления

Фундаменты служат для передачи веса стапелей и более равномерного распределения давления на грунт.

Приближённый расчёт фундаментов производится следующим образом. Фундамент и грунт рассчитываются на статические вертикальные нагрузки и при конструировании стапеля, следует учесть, что возможные горизонтальные силы плохо воспринимаются обычными фундаментами, при наличии распорных сил в конструкции необходимо строить специальные фундаменты. Сплошной фундамент под всем стапелем обычно не строится, так как значительная часть его в промежутках между опорами не воспринимает нагрузок, передающихся на него через опоры. Поэтому положения фундаментов под опорами и ведется расчёт каждого фундамента в отдельности [9].

Прежде чем начать расчёт фундамента необходимо проверить его необходимость.

Критерием является соотношение допустимого давления на пол цеха или грунта и расчётного [2]:

q допус пол ≥ q расч пол или q допуст грунт ≥ q расч грунт ,

где qдопус пол — 1,5 ÷ 2,0 кг/см - удельное давление.

Определение расчётного давления на пол:

Q расч = Q ст + Q агр + Q пр

где Q ст — вес элементов стапеля, приходящегося на данный фундамент, кг;

Q агр — часть веса собранного агрегата, передающаяся на рассчитываемый фундамент, кг.;

Q пр — часть веса людей, находящихся на стапеле, вспомогательной оснаски и механизмов, закреплённых на стапеле и передающих свой вес фундаменту, кг.

Q расч =768 +50 +0 =818 кг

q расч пол = Q расч/ F опоры

где F опоры – площадь опоры, см²

q расч пол =818 /3600 =0,22 кг/см²≤ q допус пол

Следовательно, строить фундамент не нужно.

Определение величины внешней нагрузки

Вес элементов расположенных на балке:

G1 =15 кг – стапельная плита

G2 =25 кг – стаканчики и вилочки

G3 =10 кг – крепеж

G ст =15 +25 +10 =50 кг

Вес собираемого изделия:

Принимаем вес приходящийся на балку равным половине веса всего агрегата Gа =48 кг.

Определяем полную нагрузку на балку:

G = G а + G ст =50 +48 =98 кг.

Определяем интенсивность равновеликой равномерно распределенной нагрузки на балку:

g 0 = G / l =98 /785 = 0,13 кг/см

где l – длинна балки, см;

При замене сосредоточенных сил равномерно распределенной нагрузкой расчетный прогиб составляет лишь 37% [1]. Следовательно, чтобы компенсировать эту погрешность, нужно рассчитанную интенсивность равномерно распределенной наргузки увеличить в 1/37 раз. И приведенная интенсивность будет ровна:

g =1 /0.37 · g 0 =1 /0.37 ·0,13 =0,35 кг/см

Определение наибольшего прогиба балки

Для данного случая:

y изг =5/384 · ( g · l / E · Y x )

где Е – модуль упругости первого рода, Е=2·10^6 кг/см^4;

Yx – момент инерции сечения балки относительно оси Х, см^4;

Для данного швеллера Yx’ = 11620 см^4

Для принятого сечения (рис.12):

Y x = 2· Y x ’+2 · a ² · F

где а- расстояние от нейтральной оси сечения (оси Х-Х) до края

а =100 см, а² =10000 см², F =200 · 1 =200 см²

Таким образом общий момент инерции сечения относительно оси (Х-Х) равен:

Y x =2 ·11620 +2 ·10000·200 =23240+4000000 =4023240 см^4

Подставляя все эти величины в исходное уравнение, получим:

y изг =5/384 · (0,35 · 785 / 2 · 1000000 · 4023240) =4,4 · 10 ^ -13 см

3.5 Изготовление (монтаж) приспособления

Изготовление и монтаж стапеля производится с использованием плаз-кондуктора, координатного стенда.

Процесс монтажа включает в себя следующие этапы:

– изготовление стапельных плит с использованием координатного стенда;

– монтаж вилок на балках на инструментальном стенде

Монтаж вилок на балках

Балки сваривают, сварные швы защищают. Стаканы приваривают к балкам с допуском ±2,0 мм. Вилки для плиты заливают цементом НИАТ - М_ц на инструментальном стенде. Точность монтажа вилок ± 0,05-0,1 мм.

Изготовление мастер плиты

Для увязки стыковочных узлов каркаса на фюзеляж используются теоретический и конструктивный плазы по сечению данных стыковочных узлов. Теоретический контур и сетку отверстий ШП копируют с ШКК или с конструктивного плаза. По ШП делают эталон стыка - эталонную плиту стыка, по которой изготавливают рабочую мастер-плиту. С рабочей мастер-плиты увязывая по базовым отверстиям, изготавливают мастер - плиты стыковки и разделки отверстий узлов каркаса. Таким образом обеспечивается взаимозаменяемость узлов на основе ПШМ.

Заключение

Проведенный конструктивно-технологический анализ конструкции переходного отсека и расчеты оценки технологичности переходного отсека показали, что данная конструкция является технологичной, и основными применяемыми в конструкции материалами являются Д16 и Д16АТ.

Выбранная схема показала, что изделие можно собирать с точностью в пределах допуска на обвод ±1,0 мм.

Спроектировано ТЗ и само сборочное приспособление для сборки агрегата, удовлетворяющий все требования.

Разработанный технологический процесс сборки позволяет собрать изделие и удовлетворяет всем требованиям по установке крепежа.

Произведенные расчеты показали: что при его монтаже не требуется строить специальный фундамент, все деформации элементов стапеля лежат в допустимых пределах.

Список литературы

1. А.Л. Абибов, Н.М. Бирюков, В.В. Бой­цов и др .Технология самолетостроения . М.: Машиностроение, 1970. 600 с.

2. Горбунов М.Н. Основы технологии производства самолетов. М.: Ма­шиностроение, 1976. 260 с.

3. Чумадин А.С, Ершов В.И. Технология обработки конструкционных материалов. М.: МАТИ, 2003. 88 с.

4. Справочник металлиста в 5-и томах. М.: Машиностроение, 1976

5. Горбунов М.Н. Технология заготовительно-штамповочных работ в производстве самолетов. М.: Машиностроение, 1981. 224 с.

6. Технология сборки самолетов и вертолетов: Учеб. в 2-х т. /Под ред. В.И. Ершова. М: МАИ, 1998. 288 с. 312 с.

7. Леньков С.С, Орлов СТ. Шаблоны и объемная оснастка в самолето­строении. М: Оборонгиз, 1963. 400 с.

8. Горбунов М.Н. Основы технологии производства самолетов. М: Ма­шиностроение, 1976. 260 с.

9. Григорьев В.П., Ганиханов Ш.Ф. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ для сборки узлов и агрегатов самолетов и вертолетов. М.: Машиностроение. 1977. 138 с.

10.