Технологическая подготовка производства

в самолетостроении 

     Работы, предшествующие серийному  изготовлению самолетов называют технической подготовкой производства, которая делится на конструкторскую и технологическую. В процессе конструкторской подготовки производства осуществляется создание проекта и опытного образца самолета данного класса, соответствующего современному уровню развития авиационной науки и техники. В задачу технологической подготовки производства (ТПП) входит обеспечение качественного серийного изготовления вертолетов при наименьших затратах труда и средств и в требуемых количествах. 

 
 
 

                                                              

Рис. 4.1. Структура технической подготовки производства 

     Технологическая подготовка производства  включает в себя следующие  работы:

   - отработку конструкции на технологичность при проектировании вертолета, изготовлении его опытного образца и первых серий;

   -    разработку директивных технологических материалов;

   - проектирование и изготовление  контрольно-эталонной оснастки (шаблонов, макетов, объемных эталонов поверхностей  агрегатов, контрольных эталонов, монтажных эталонов и др.);

   - проектирование технологических  процессов, техническое нормирование технологических процессов, определение трудоемкости по видам работ, агрегатам и вертолету в целом;

   -     проектирование и изготовление  технологического оснащения и  средств контроля;

   - определение числа основных рабочих,  потребности в оборудовании, технологических приспособлениях, инструменте, средствах механизации, производственных помещениях, материалах, полуфабрикатах и др.;

   - распределение всего объема работ  по изготовлению самолетов по  цехам основного производства;

   - разработку документации для  реконструкции цехов завода под новый самолет. 

     Задачи технологической подготовки  производства решаются поэтапно. Можно выделить три наиболее  крупных этапа: конструкторский,  технологический и организационный.

     На организационном этапе решаются  задачи стандартизации и унификации элементов конструкции. Одним из решающих факторов, определяющих успех и качество подготовительных работ, является ориентация на международные стандарты ISO 9000 и другие стандарты.

     На технологическом этапе совершенствуются технологические процессы; проектируется и изготовляется технологическая оснастка; разрабатываются технологические нормативы.

     На организационном этапе выбираются  наиболее рациональные формы  организации производства; определяются  структуры служб ТПП, методы планирования, кооперирования. Выбор организационных форм зависит от объема производства и программы выпуска.

     Схема  технологической подготовки производства  с учетом множества внешних  факторов показана на рис. 4.2.

        

                                           

Рис.4.2. Технологическая  подготовка производства 
 
 
 
 
 

4.1. Принципы образования форм и размеров

4.1.1. Формы взаимозаменяемости

           В конструктивных свойствах  ЛА как объекта производства отмечается, что детали и сборные единицы  обладают рядом особенностей, среди которых:

     - сложность форм,

     - малая жесткость,

     - большие габаритные размеры,

     - высокие требования точности  изготовления и точности увязки.

     В свете этих особенностей конструкции  для удовлетворения требований, предъявляемых  к ЛА, необходима не только его рациональная конструкция, но и возможность осуществления (реализации) этой конструкции с заданной целевой отдачей (потребительскими свойствами). Поэтому особое внимание в производстве ЛА уделяется вопросам обеспечения взаимозаменяемости.

     Под полной взаимозаменяемостью понимается следующий принцип конструирования и производства изделия:

1. при независимом изготовлении деталей и сборочных единиц обеспечение требуемого качества ЛА (потребительских свойств или целевой отдачи);
2. возможность сборки без подгонки;
3. возможность ремонта без подбора запасных частей по месту.

     Однако  во многих случаях полную взаимозаменяемость частей ЛА либо не удается получить по техническим причинам, либо это  невыгодно в экономическом отношении. В таких случаях говорят, что данные объекты обладают одной из форм неполной взаимозаменяемости.

     К формам неполной взаимозаменяемости относят:

     1) эксплуатационную взаимозаменяемость, характеризующуюся выполнением первого требования полной взаимозаменяемости и имеющую место в тех случаях, когда точность изготовления частей ЛА обеспечивает их качественную работу при эксплуатации. При этом сборка и ремонт могут сопровождаться выполнением подгоночных и доводочных работ;

     2) производственную  взаимозаменяемость, характеризующуюся выполнением второго требования полной взаимозаменяемости. В этом случае конструкция и точность рассматриваемых частей ЛА обеспечивают возможность их сборки с другими частями без подбора и подгонки по месту;

     3) ремонтную взаимозаменяемость, характеризующуюся третьим признаком полной взаимозаменяемости, т.е. возможностью замены изношенных частей новыми, без подгонки их по месту.

     Из  трех рассмотренных форм взаимозаменяемости эксплуатационная взаимозаменяемость является наиболее ответственной, хотя производственная и ремонтная взаимозаменяемости также имеют большое значение для нормального производства и эксплуатации ЛА. 

   4.1.2. Точность изготовления и точность увязки

     Различают понятия точность изготовления и точность увязки.

     Под точностью изготовления (формы, размера детали, узла и т.п.) понимается степень геометрического соответствия идеальному объекту, определенному в проекте. Чем выше это соответствие, тем выше точность изготовления изделия. Точность изготовления характеризуется производственной погрешностью геометрических параметров, определяющих его размеры и форму:

DР = Р_Д - Р₀ ,

     где DР - производственная погрешность; Р_Д - действительный размер изделия; Р₀ -идеальное значение геометрического параметра.

     Под точностью увязки двух объектов понимают степень согласованности их параметров.

     Точность  увязки параметров Р₁ и Р₂ двух объектов характеризуется погрешностью увязки Ñ = dР₁ - dР₂ , где dР₁  - погрешность изготовления параметра Р₁ ; dР₂ - погрешность изготовления параметра Р₂. Точность изготовления и точность увязки оказывают различное влияние на взаимозаменяемость. Точность изготовления влияет, главным образом, на эксплуатационную взаимозаменяемость. Точность увязки частей ЛА оказывает влияние на все формы неполной взаимозаменяемости: эксплуатационную, производственную и ремонтную.

     Точность  изготовления формы и размеров изделия (например, точность формы и размеров диаметров, величина ступеньки h, рис.1) оказывает влияние на лобовое сопротивление, т.е. качество. От точности же увязки геометрических параметров (например, диаметров стыка D₁ и D₂ отсеков агрегата) зависит как лобовое сопротивление, возрастающее с высотой ступеньки h в месте разъема, так и возможность стыковки без подгонки или доработки сопрягаемых поверхностей в процессе производства и ремонта. Место стыковки отъемной части крыла с центропланом показано на рис. 2.

     Из  условий минимальных затрат производства и эксплуатации нет необходимости устанавливать жесткие допуски на выполнение размеров L_ц и L_очк.  Однако точность взаимной увязки этих размеров непосредственно влияет как на возможность стыковки агрегатов без подгонки, так и на высоту ступеньки h, с увеличением которой ухудшается качество изделия.

     Из  этих примеров наглядно видно, что к  точности увязки объектов предъявляют более высокие требования, чем к точности изготовления. Поэтому, например, к величине ступеньки h предъявляют более высокие требования, чем к колебанию размеров L_ц и L_очк.

4.1.3. Принципы взаимной  увязки

     По  способу образования форм и размеров детали ЛА можно разбить на две  группы: ограниченные поверхностями  простой формы и образованные поверхностями сложной формы. Взаимную увязку этих деталей можно осуществить тремя методами:

• по принципу независимого образования форм и размеров,
• по принципу связанного образования форм и размеров,
• по принципу компенсации при сборке.

     В общем машиностроении, а для жестких  деталей и в производстве ЛА (шасси, гидроциллиндры и т.п.) обеспечение взаимозаменяемости достигается путем изготовления всей продукции по единому исходному эталону, в качестве которого используется прототип международного метра. Созданные средства последовательного перенесения долей размера эталона на продукцию - образцовые и рабочие метры, измерительные приборы, станки и т.д. - обеспечивают заданную точность изготовления деталей.

     При изготовлении различных размеров деталей  процессы перенесения осуществляются в этом случае с помощью различных  экземпляров мер, измерительных приборов и станков, на различных рабочих местах, цехах или на заводах. Поэтому они по существу независимы (рис. 3).

     При независимом образовании форм и размеров их точность определяется суммой погрешностей, возникающих на каждом этапе процесса перенесения. Точность согласования двух сопрягаемых при сборке деталей (точность посадки) в общем случае значительно ниже точности каждой детали, так как определяется (как будет показано ниже) суммой погрешностей обеих сопрягаемых деталей. По этому принципу построена система допусков и посадок общего машиностроения.

     Наибольшие  погрешности возникают на этапах, при выполнении которых осуществляется переход от размеров к форме детали, т.е. при образовании непрерывной поверхности. Возникающие на этом этапе погрешности, как правило, возрастают с усложнением формы обрабатываемой детали и с увеличением ее габаритных размеров.