Особенности базирования деталей по сборочным отверстиям

УДК 629.735.33

ОСОБЕННОСТИ БАЗИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ПО СБОРОЧНЫМ ОТВЕРСТИЯМ В.В. Самохвалов, В.М. Чернов

Анализируются перспективы использования сборочных отверстий в качестве технологических баз в условиях применения цифровых технологий

Ключевые слова: сборка, отверстия, технологические базы, цифровые технологии

Сборка по сборочным отверстиям (СО) является одним из наиболее экономичных способов сборки в самолетостроении (рис. 1) [1]. При внедрении этого способа сборки сокращается число сборочных

приспособлений, упрощается их конструкция, за счет сокращения фиксирующих элементов, улучшается доступ в зону сборки. Это способствует повышению качества сборочных единиц, расширяется фронт работ, улучшаются условия механизации и автоматизации сверлильных и клепальных работ, а, следовательно, снижается трудоемкость и сокращается цикл сборки.

Сущность метода сборки узлов по сборочным отверстиям заключается в том, что заданное чертежом взаимное расположение деталей достигается путем совмещения специально выполненных в сопрягаемых деталях технологических отверстий, называемых сборочными. Обычно по этим отверстиям в дальнейшем ставятся крепежные элементы (заклепки, болты).

При сборке по сборочным отверстиям должны соблюдаться два основных условия: Условие собираемости деталей. Это

значит, что точность расположения сборочных отверстий в соединяемых деталях должна обеспечивать совмещение всех сборочных отверстий в пределах установленных допусков. Это условие накладывает определенные ограничения на точность выполнения межосевых расстояний и

диаметров сборочных отверстий.

Условие точности сборки. В результате сборки по сборочным отверстиям должна быть обеспечена требуемая геометрическая

точность сборочной единицы по основным параметрам, например, точность

аэродинамического обвода панели.

Точность изделий, собираемых по сборочным отверстиям зависит от принятой схемы увязки расположения осей сборочных отверстий, точности изготовления деталей, включая выполнение СО, точности совмещения СО и фиксации деталей при сборке.

Рис. 1.Схема сборки с базированием по СО

На точность выполнения отверстий в ________________________________ деталях и точность совмещения их при сборке

Самохвалов Виктор Валерьевич - ВГТУ, студент, влияет характер сопрягающихся поверхностей,

belet666@yandex.ru на которых располагаются сборочные

"Чернот Кгадасгав Михайлович - ВГГу, старшт отверстия, толщины деталей (глубина СО).

преподаватель, (473)248-14-57

В общем случае все сборочные единицы, которые желательно собирать по СО, можно разделить на две группы.

К первой группе относятся сборочные единицы, у которых СО располагаются на криволинейных поверхностях деталей, образующих аэродинамический контур изделия - панели одинарной и двойной кривизны.

Ко второй группе относятся условно -плоские узлы типа нервюр, балок, лонжеронов, шпангоутов (плоских и сферических), перегородок и т.п.

При сборке по СО одна из деталей принимается в качестве базовой. На базовую деталь в определенной последовательности устанавливаются и фиксируются остальные детали, входящие в состав сборочной единицы.

Точность собранного элемента зависит от точности изготовления СО в базовой детали, точности деталей устанавливаемых на базовую деталь, точности взаимной увязки СО и сопрягаемых контуров деталей. На рис.2 представлена схема образования размеров при сборки по панели с базированием по СО.

Уравнение погрешностей для собираемой панели может быть записано в виде (1).

ДЯС£ — ДН1со + Д^со(1-2) + А//г(со—конт) "I"

Д^конт

где ДЯС^ - погрешность собираемой панели, ДЯ1С0 - погрешность положения СО в первой

(базовой) детали, ДЛсо^-г) - погрешность взаимной увязки СО в первой и второй деталях, ая2(со —конгп) - погрешность взаимной увязки положения СО и контура второй детали, Д/1КОНт(2-з) - погрешность контуров второй и третьей (обшивки) детали, ДЯ3 -погрешность изготовления обшивки, АИ-деф -погрешность от деформаций возникающих при сборке.

Примем [3] ЛЬдеф= тДНсб и тогда окончательно получим:

ЛН«! =

АЬконт2- 3++АН3

"I" Д^со(1-2) "I" ДЯ2(со—конт) "I"

Коэффициент т=0,1.. .0,2 - при сборке отсеков и агрегатов; т=0,3...0,4 - при сборке узлов и панелей [3].

В соответствии с действующими техническими условиями на сборку каркаса самолета, на форму и качество внешней поверхности предельно допустимые отклонения составляют: для рядовых

шпангоутов и стрингеров не более ±1мм; для силовых шпангоутов не более ±0,5мм; отклонение формы внешней поверхности агрегатов от теоретических обводов для 0-зоны ±0,5мм, для 1-зоны ±1мм; отклонения установочных размеров крепежных элементов под системы и интерьер самолета не более ±1мм. Из выражения (2) следует, что для

Рис. 2. Схема образования размеров при сборке по СО: 1 - базовая деталь, 2 - деталь, 3 - обшивка

обеспечения таких требований составляющие погрешности в среднем не должны превышать для условно - плоских узлов (нервюр, шпангоутов) - 0,12 0,14мм, для панелей,

отсеков, агрегатов, расположенных в первой зоне - 0,16 0,18мм.

Расположение сборочных отверстий в деталях планера самолета при связанном (плазово-шаблонном) методе увязки достигается путем последовательного многократного копирования отверстий с контрольно - эталонной оснастки (плазы, шаблоны), принятой за первоисточник увязки - на рабочую оснастку (кондукторы для сверления отверстий, ШОКи), затем с рабочей оснастки - на деталь. Такое многоэтапное, последовательное перенесение размеров не позволяет обеспечить требуемые параметры точности.

Обеспечить такие допуски возможно только используя современные

информационные технологии и высокоточное оборудование с программным управлением.

Внедряемые в настоящее время ведущими отечественными фирмами цифровые технологии проектирования создают основу для производственных технологий, в соответствии с которыми традиционные цепочки увязки плазово-шаблонного метода вырождаются и преобразовываются в следующие:

1. Модель детали ^ управляющая программа ^ станок с ЧПУ ^ деталь ^ координатно-измерительная машина.

2. Модель детали ^ модель оснастки ^ управляющая программа ^ станок с ЧПУ ^ оснастка ^ координатно-измерительная машина ^ деталь ^ координатноизмерительная машина.

Существуют различные варианты реализации этих схем с применением современного производственного

оборудования.

Основной конструктивный признак агрегата, позволяющий производить сборку по сборочным отверстиям это расчленяемость агрегата на самостоятельные подсборки -конструктивные и технологические узлы.

В случае применения метода сборки по сборочным отверстиям резко снижается количество фиксаторов, оснастка может быть выполнена более легкой и в ряде случаев переналаживаемой или универсальной.

При этом: значительно сокращаются

время и затраты на технологическую 56

подготовку производства за счет сокращения номенклатуры технологической оснастки заготовительных и механических цехов; повышается точность выполнения координат сборочных отверстий за счет исключения многократного их переноса от источника увязки до рабочей оснастки и, как следствие, повышается точность сборки узлов самолета; обеспечивается высокая степень соответствия сборочных отверстий на сопрягаемых деталях, что так же повышает качество сборки; «цифровое» задание координат сборочных отверстий и их точный и стабильный перевод на детали делают возможным эффективное использование современного клепального оборудования (сверлильно-зенковальные

установки, клепальные автоматы).

Использование метода сборки по СО в комплексе со сборкой по координатно-фиксирующим (КФО) и базовым (БО) отверстиям обеспечивают высокую степень взаимозаменяемости узлов и агрегатов и позволяют автоматизировать процесс стыковки агрегатов планера.

Технологическая себестоимость изделий при применении метода сборки по сборочным отверстиям значительно ниже, чем при сборке в приспособлениях. Причем наиболее существенна эта разница в единичном и мелкосерийном производстве.

В сравнении с трудоемкостью выполнения работ в приспособлении, трудоемкость сборки узла по сборочным отверстиям составляет в среднем 65%.

Еще более велика разница в затратах на изготовление оснастки. В отдельных случаях нет необходимости в её изготовлении - сборка выполняется на верстаках. При значительных габаритах и сложной форме собираемых узлов оснащение ограничивается проектированием и изготовлением подставок или ложементов для укладки и закрепления собираемых узлов. При этом стоимость оснастки составляет не более 35% от стоимости оснастки используемой при базировании по внутреннему или внешнему контуру деталей [1].

В таблице приняты следующие обозначения: QM - расход металла на

технологическую оснастку, ^СН -трудоемкость изготовления оснастки, СОСН -себестоимость изготовления технологической оснастки, ^СН - количество сборочной оснастки.

Анализ возможностей СО в качестве сборочных баз позволяет дополнительно рекомендовать собирать по СО: элементы

систем и интерьера на деталях каркаса, панели Литература

фюзеляжа двойной кривизны, каркас зализа , ^

, 1. Современные технологическии процессы

^ыда^^^я^ каркас пола, отсеки шасси. сборки планера самолета/Колл. Авторов; Под ред. Ю. Л.

Иванова. - М.: Машиностроение, 1999, - 304с.: ил.

2. П.Технология сборки самолетов и вертолетов: Учебник В 2т. / Под ред. В. И. Ершова. Т.1, Т.2. -М.: Машиностроение, 1993.

3. Бабушкин А.И. Методы сборки самолетных конструкции. - М.: Машиностроение,1985. - 248с.

Технико-экономические показатели различных методов базирования

Метод базирования Наименование сборочной единицы Показатели %

QM %сн Сосн №сн

По наружной поверхности обшивки Узлы, панели, отсеки, агрегаты 100 100 100 100

По поверхности каркаса Узлы, панели 95 95 90 80

Отсеки, агрегаты 100

По внутренней поверхности обшивки Узлы, панели 40 35 35 45

Отсеки, агрегаты 60 70 60 95

По СО Узлы, панели 25 30 25 35

Отсеки, агрегаты 75 60 55 85

По КФО Узлы, панели 45 30 35 40

Отсеки, агрегаты 55 75 80 90

Воронежский государственный технический университет

TRENDS BASED ON THE USE OF ASSEMBLY HOLES V.V. Samohvalov, V.M. Chernov

Perspectives of the use of assembly holes as technological bases in the application of digital technologies Key words: assembly, holes,. technological bases, digital technologies