Технологическая подготовка производства в самолетостроении

   Рис. 4.4. Принцип независимого образования геометрических параметров

   сопрягаемых элементов конструкции

     Вследствие  этих причин в условиях производства изделия сложной формы, больших габаритов и малой жесткости система эталонирования, основанная на принципе независимого образования форм и размеров, не обеспечивает достаточную точность взаимной увязки элементов изделия. Поэтому в производстве такой продукции применяется система эталонирования, основанная на принципе связанного образования форм и размеров объектов производства (рис. 4).

   

Рис. 4.5.  Принцип связанного образования геометрических параметров

сопрягаемых элементов конструкции

     При осуществлении этой системы на практике для каждого изделия изготавливают различные жесткие носители форм и размеров его элементов   (плазы, шаблоны, макеты и т. п.), с которых затем размеры и форму переносят на соответствующие элементы конструкции. Частными формами такой системы являются плазово-шаблонный и эталонно-шаблонный методы обеспечения взаимозаменяемости, широко распространенные в производстве ЛА.

     Вариант процесса перенесения исходных геометрических данных (при плазово-шаблонном методе) на два сопрягаемых элемента конструкции (нервюру и обшивку) представлен на рис. 5.

     Все этапы этого процесса увязки можно  разделить на две группы: общие  для увязываемых деталей (связанные) и индивидуальные (несвязанные), относящиеся только к данной детали.

     Погрешности, возникающие при выполнении связанных этапов, не сказываются на точности сопряжения поверхностей деталей. Они влияют только на точность изготовления деталей. Погрешности же, возникающие при выполнении несвязанных этапов, отражаются  как на точности изготовления деталей, так и на точности их увязки. 

   

Рис. 4.6.  Плазово- шаблонный метод увязки геометрических параметров

сопрягаемых элементов конструкции

     Так, в рассматриваемом случае на точность изготовления размеров и формы обшивки будут влиять погрешности этапов с 1 по n+3 включительно, на точность изготовления размеров нервюры - погрешности этапов с 1 по n и с n+4 по n+6 включительно. На точность же увязки нервюры и обшивки - только погрешности этапов с n+1 по n+3 (обшивка) и с n+4 по n+6 (нервюра). В то же время погрешности этапов с 1 по n на точности и увязки никак не отразятся, так как у ветвей обеих деталей эти погрешности связанные (общие), что позволяет получать высокую точность увязки объектов производства даже при сравнительно низкой точности их изготовления, что особенно важно для деталей малой жесткости и больших габаритов, т.е. для обеспечения взаимозаменяемости деталей производства ЛА. Действительно,  согласно    основному   уравнению   теории   размерных   цепей , погрешность изготовления какого-то замыкающего звена обшивки представлена на рис. 5.

     Погрешность замыкающего звена сопрягаемого размера изготовления нервюры

.

     Погрешность же увязки этих размеров, согласно определению,

  и, окончательно, .

     В тех случаях, когда точность изготовления деталей по принципам независимого и связанного образования форм и размеров не обеспечивает требуемую точность сборки (увязки), применяется метод компенсации (рис. 6). Точность увязки в этом случае определяется точностью одного этапа перенесения первичного размера объекта увязки А на объект В. Номенклатура необходимой технологической оснастки и шаблонов зависит от структуры применяемого метода увязки, так как в отдельных вариантах плазово-шаблонного метода обеспечения взаимозаменяемости функции шаблонов частично выполняются другими носителями форм и размеров - макетами и эталонами.

 
 

4.5. Методы увязки размеров при технологической подготовке

производства 

   Существует несколько различных  методов увязки размеров:

• плазово-шаблонный метод (ПШМ);
• эталонно-шаблонный метод (ЭШМ);
• метод объемной увязки (МОУ);
• метод бесплазовой увязки (МБУ).

    Схема увязки по принципу связанного  образования форм и размеров позволяет обеспечить взаимозаменяемость изделий малой жесткости, сложной формы и больших габаритных размеров. Именно этот принцип связанного образования форм и размеров является теоретической основой плазово-шаблонного метода увязки заготовительной и сборочной оснастки, применяемой в авиастроении.

      При плазово-шаблонном методе увязки операции построения поверхностей сложной формы, отличающиеся сравнительно низкой точностью, включаются в число общих этапов процесса перенесения первичного размера. Практически эту задачу решают путем изготовления всей оснастки, относящейся к этой группе, по единому жесткому носителю формы и размеров. Основным жестким носителем форм и размеров в плазово-шаблонном методе является теоретический плаз.

   Теоретический плаз – это теоретический чертеж агрегата, выполненный в масштабе 1:1 с высокой степенью точности на стойком против изменения форм и размеров материале. Плаз- хранитель теоретических контуров плоских сечений и конструктивных баз агрегата, в качестве которых выступают базовые отверстия. Он вычерчивается в необходимом числе проекций несмываемой тушью на металлических панелях и является исходным эталоном формы и размеров. Исходными материалами для выполнения работ по созданию плаза являются:

• теоретические чертежи ЛА или его частей;
• техническое задание на вычерчивание плаза;
• монтажная схема плаза.

   Плаз разбивается на дюралевых  листах с габаритами 1000x2000 мм, после специальной обработки. Разбивка плаза, т.е. увязка теоретических контуров и взаимная увязка отсеков и деталей осуществляется в натуральную величину с помощью геометрических построений.

   Нанесение координатной сетки  и выполнение базовых отверстий  (носителей конструктивных баз)  на плазовых панелях осуществляется  с помощью плаз-кондуктора.

   Плаз-кондуктор представляет собой с массивной чугунной плитой. По контуру плиты установлены продольные и поперечные линейки и отверстием Æ 18 мм и шагом 50 мм, образующих систему координат точно расположенных отверстий. Плаз-кондуктор оснащается головками радиально-сверлильных станков, с помощью которых через кондукторные втулки сверлятся базовые и другие отверстия в панелях плаза.

   Координатная сетка служит началом  отсчета при построении на  плазе теоретических обводов.

   Теоретический плаз – носитель формы и размеров агрегата и содержит лишь конструктивные базы и контуры отдельных плоских сечений поверхности агрегата и реализует увязку объектов первой группы – увязку отдельных плоских сечений для получения непрерывной поверхности. Но для увязки деталей, входящих в каждое плоское сечение, необходима система жестких носителей формы и размеров, фиксирующих контуры внутренних деталей, входящих в состав данного сечения, положение конструктивных и технологических баз. Наносить эти данные на теоретический плаз нецелесообразно: плаз оказался бы загроможденным множеством линий и отверстий. Поэтому их наносят на другие носители формы и размеров, каждый из которых фиксирует геометрию лишь одного плоского сечения.

4.6. Шаблоны

     Теоретический плаз - носитель формы и размера агрегата и содержит лишь конструктивные базы и контуры отдельных плоских сечений поверхности агрегата, реализуя увязку объектов первой группы, т.е. увязку отдельных плоских сечений для получения непрерывной поверхности. Но для увязки деталей, входящих в каждое плоское сечение, необходима система жестких носителей, фиксирующих контуры внутренних деталей, входящих в состав данного сечения, положение конструктивных и технологических баз. Наносить эти данные на теоретический плаз нецелесообразно: плаз оказался бы загроможденным множеством линий и отверстий. Поэтому их наносят на другие носители формы и размеров, каждый из которых фиксирует геометрию лишь одного плоского сечения.

     К числу таких носителей относят  шаблоны. По назначению шаблоны подразделяются на основные и производственные (первичные и вторичные).

     Основные  шаблоны предназначены для обеспечения  увязки геометрических параметров деталей, входящих в рассматриваемое плоское сечение, и для изготовления по ним производственных шаблонов. Они содержат геометрию плоского сечения: конструктивные и технологические базы, контуры и оси внутренних деталей, попавших в данное сечение, различные конструктивные и технологические отверстия.

     К основным шаблонам относят конструктивный плаз (КП), отпечаток контурный (ОК) и шаблон контрольно-контурный (ШКК).

     Перенос  теоретического обвода на КП осуществляется фотоконтактным копированием либо с  помощью координатографов с ЧПУ, когда поверхность агрегата описана  математическим методом и есть универсальная программа образования поверхности.

     Фотоконтактное  копирование осуществляется рефлексным способом, основанным на различной способности светлой поверхности плаза и черной поверхности, вычерченных тушью линий отражать световой поток. Материал, на который снимаются обводы теоретического плаза, должен быть оптически прозрачен. В качестве такого материала применяется прозрачный выпускаемый в виде листов пластик - винипроз, который не изменяет свои размеры во времени. Одна сторона его - матовая, а другая глянцевая. Листы допускается склеивать специальным клеем. Пленку винипроза с нанесенной фотоэмульсией укладывают на поверхность теоретического плаза и засвечивают (Рис.4.8).

     Попадая на светлую поверхность теоретического плаза, свет почти полностью отражается (через эмульсию КП проходит двойной световой поток),  происходит задубливание эмульсии на КП. Попадая на черную линию плаза,  свет поглощается (в этих местах через эмульсию КП света проходит в два раза меньше), эмульсия не задубливается.  Задубленный светочувствительный слой смывается струей воды.

     Процесс фотоконтактного копирования обладает рядом положительных особенностей:

• теоретический плаз участвует в копировании лишь несколько минут, что позволяет копировать с него большое количество контуров в короткий промежуток времени;
• процесс допускает почти полную механизацию, что способствует достижению высокой и стабильной точности;
• получаемые копии обладают высокой точностью и стойкостью во времени.

     Копия считается точной, если отклонения линий от плаза не превышают ± 0.10...0.15 мм.

     После получения отпечатка теоретического контура на КП вычерчивают все  входящие в данное плоское сечение детали внутреннего набора - продольные (обшивка, лонжероны, стрингеры, балки) и поперечные (нервюры, стенки, перегородки и др.) элементы конструкции. Вычерчивание контуров сечений продольных элементов производят с учетом малки, т. е. угла, под которым продольный элемент подходит к данному нормальному сечению.

     Кроме конструктивного плаза источником формы и размеров для изготовления производственных шаблонов может служить шаблон контрольно-контурный (ШКК). Его применяют когда нельзя пользоваться КП ввиду потери точности при копировании кривых больших размеров. Это объясняется тем, что в местах клеевых швов возникает волнистость, что приводит к погрешности. Поэтому большие по габаритам размеры приходится увязывать на металле, т. е. на ШКК.

     В производстве на одно и то же сечение  применяют либо один, либо другой, так как они тождественны. Более того, при изготовлении КП и ШКК одного сечения невозможно сделать их абсолютно идентичными по форме и размерам, что отрицательно сказывается на увязке оснастки. Различие их в том, что КП изготовлен на прозрачном пластике - винипрозе, а ШКК - на листовой стали толщиной 1.5...2.0 мм, а также в характере выполнения внешнего контура (у ШКК контур опилен, а  на КП представлен вычерченной линией). На КП можно также показать развертки деталей, входящих в сечение.