Дипломная (вкр): Розробка технологічного процесу складання лонжеронного крила

Вірне урахування всіх факторів, вибір їх оптимального співвідношення дають змогу отримати високоресурсні болтові з’єднання. Важливим засобом підвищення ресурсу болтових з’єднань є обробка отворів під болти шляхом пластичного деформування поверхні шарів: дорнуванням або розкочуванням.

Основними параметрами процесів дорнування та розкочування, визначаючими точність, чистоту стінок отворів, а також ступінь підвищення ресурсу БС, є величина натягу при дорнуванні або розкочуванні (мал.4.10).

При розкочуванні отвори втрачають циліндричну форму. Його внутрішні стінки набувають форму, яка має назву корсетність (мал.. 4.10,в).

Зміцнення отворів під болти дорнуванням і розкочуванням підвищує ресурс БС в 2…5 раз. оптимальним є натяг в межах (0,6…1,2)%.

Мал.4.10 Основні параметри процесів зміцнення отворів під болти при: а - дорнуванні: 1 - виріб, 2 - дорн; б - розкочуванні: 1 - виріб, 2 - розкочувальник; в - корсетність отворів після розкочування

Дорнування використовують при наявності двостороннього (а розкочування - при односторонньому) підході до отвору.

Болти в отворі встановлюються по одній з посадок із зазором або легкопресовій посадці.

Останнім часом все ширше використовується встановлення болтів з великою величиною натягу.

При встановленні болтів з великим натягом на поверхневому шарі отвору створюються значні напруження стиснення. Крім того, відбувається наклеп поверхневого шару. При достатньо великих натягах високі напруження стиснення перешкоджають утворенню змінних за знаком напруги в зоні отвору, які різко знижують втомну міцність конструкції. З цих причин встановлення болтів в отвори з високим натягом сприяє суттєвому збільшенню ресурсу БС.

Найбільше збільшення ресурсу відбувається при натягах (1,2…1,5)% від діаметру болтів. Для зменшення зусиль запресування заходній частині болта надається конічна або тороідальна форма.

Використання змащування також зменшує потрібні зусилля запресування. Найбільш ефективними змащуваннями для вставлення болтів з великим натягом є ЦИАТИМ-201+20% дисульфіду молібдену, фторопласт, петролатум.

Запресування болтів виконується на стаціонарних пресах або за допомогою ручних скоб одно ударних молотків достатньо потужності. В цих випадках болт переміщується в отворі безперервно до кінцевого встановлення. Цим попереджається схоплення («залипання») болта до стінок отворів і утворення задирів в процесі запресування. Розподіл прийнятої величини натягу між операціями зміцнення отворів і встановлення болта також забезпечує зниження потрібних зусиль запресування.

Найбільш напруженою зоною при потаємних БС є зона переходу конічної частини отвору в циліндрову (мал. 4.11).

Мал.4.11 Засоби зміцнення зенкованих отворів під болти з потаємною головкою: а - схема розподілу напружень по товщині листа з зенкованих отвором: 1 - схема напруження; 2 - епюра кружних напружень; б - обтискання перехідної кромки: виріб, 2 - конічний обтискач; в - обтискання конічної частини отвору: 1- виріб, 2 - обтискач; г - підпресовування болтом: 1- виріб, 2 - пуансон, 3 - болт, 4 - підпір

Особливо відповідальною операцією є затягування болтів. В з'єднаннях, що працюють на розтягування болта, зусилля від затягування повинно бути більше (з наданим запасом) зовнішніх зусиль, які сприймаються даним елементом конструкції.

В противному випадку відбудеться розкриття стику і руйнування конструкції.

Збільшення затягування до 0,6...0,7 від межі плинності матеріалу болта зменшую концентрацію напружень, затримує виникнення та розвиток фреттинг-корозії по контактних поверхням і в наслідок цього суттєвозбільшує втомну міцність БС.

Разом с тим, збільшення затягування різко підвищується жорсткість БС і конструкції в цілому. Для збереження первісної величини затягування у часі застосовуються кернування торців стрижня болта та гайки, спеціальні шайбі, шплінти та інші методи контровки. В з'єднаннях з КМ з цією ж метою використовуються головки болтів, гайок, шайб із збільшеною опорною поверхнею. БС з анкерними гайками складають до 50% потаємних болтових з'єднань.

При наявності підходів для використання спеціального інструменту замість болтів з гайкою рекомендується застосовувати болти-заклепки (мал. 4.12).

Вони складаються з двох деталей: стрижня та обтискаючого кільця 1. Стрижень має гладку циліндричну дільницю 2, який дорівнює за довжиною товщині пакету, середня дільниця 5 з торованими на ній кільцевими ребрами, проточку 6, по якій відкривається стрижень при закінченні обтискання кільця, і хвостовик 7 з кільцевими ребрами. За хвостовик проходить захоплення стрижня пресом при затягуванні до моменту обриву.

Стрижні виготовлюються з алюмінієвого сплаву або сталі.

Мал. 4.12 Болт-заклепочне з'єднання: а - пристрій болт-заклепка: 1 - обтискувальне кільце, 2 - гладкий стрижень, 3 - напівкругла головка, 4 - потаємна головка, 5- середня дільниця стрижня, 6 - калібрована проточка, 7 хвостовик; б - схема встановлення болт-заклепки: 1 - захватно-обстискувальний пристрій, 2 - обтискні губки, 3 - з'єднувальний пакет, 4 стрижень болта-заклепки, 5 - обтискувальне кільце, 6 - губки відривного пристрою; в - загальний вигляд болт-заклепочного з'єднання: 1 - обтискувальне кільце, 2 - з'єднуємий пакет, 3 - стрижень

Обтискаючи кільця виготовлюються з алюмінієвих сплавів або м'яких сортів сталі. Для конструкції з КМ болти-заклепки виготовлюють із збільшеною опорною поверхнею головки, а під обтискаюче кільце встановлюють опорну шайбу.

Витрати праці на виготовлення болт-заклепочних з’єднань в 1,3…2 рази менші порівняно зі звичайними БС.

Як вже було зазначено раніше, ступінь членування літака і його агрегатів на деталі та складальні одиниці залежить від особливостей конструкції літака в цілому ( наявність монолітних панелей і вузлів); габаритних розмірів агрегатів і відсіків; матеріалів; засобів з'єднання; програми випуску та ін.

Раціональне членування конструкції літака на окремі вузли, панелі, відсіки та агрегати дозволяє значно спростити складання та зменшити трудомісткість складальних робіт за рахунок механізації і автоматизації складальних процесів.

На підставі схеми членування літака та розробленої послідовності складальних операцій складають схему складання ЛА (Мал.4.13).

Мал. 4.13 Варіанти членування та схема складання літака

За конструктивно-технологічними ознаками відсіки та агрегати можна поєднати в три групи:

·        відсіки та агрегати непанельованої конструкції - вони зазвичай складаються з окремих деталей і невеликих вузлів. Їх складання потребує складних складальних пристосувань, скорочує можливості розширення фронту робіт, потребує громіздкого обладнання;

-        відсіки та агрегати панельованої конструкції, які складаються з панелей,вузлів збірної і монолітної конструкцій. В цьому випадку використовують простіші пристосування, створюються умови для розширення фронту робіт і механізації процесів складання;

-        агрегати, які членовані на відсіки. В більшості випадків такі агрегати складаються з відсіків, які на складання поступають коли в них виконаний весь комплекс складальних, монтажних і регулювальних робіт. Цей процес по суті являє стиковку відсіків і з'єднання комунікацій за стиками та роз'ємами.

Мал. 4.14 Членування агрегату крила на відсіки

Міцність, аеродинамічні властивості та герметичність зібраних відсіків і агрегатів повинні задовольняти технічним вимогам.

Ці вимоги включають:

·        точність розположення елементів відсіків і агрегатів відносно один одного та базових вісій виробу;

·        точність лінійних і кутових параметрів літака у відповідності з нівелювальними даними;

·        точність положення шасі, лінії тяги і т.ін.

Всі перераховані вимоги виконуються за методом залежного виготовлення виробів, при якому широко використовують тверді носії форм і розмірів виробів і їх елементів.

1.      конструкторсько-технологічними параметрами виробів, які збираються;

2.      масштабом виробництва, від якого залежить глибина опрацювання технологічних процесів, оснащення виробництва спеціальним устаткуванням і форма організації виробництва;

.        прийнятим методом забезпечення взаємозамінності й точності геометричних розмірів деталей, панелей, вузлів і відсіків.

До конструкторсько-технологічних параметрів відсіків відносяться:

·        поперечний переріз (профіль) відсіку;

·        форма обводу в плані;

·        наявність панелювання;

·        технологія складальних робіт, яка залежить від герметизації швів у відсіку;

·        вид стиків і роз'ємів при з'єднанні відсіку з іншими відсіками;

·        підхід в зону стикових клепаних, зварних швів (двосторонній і односторонній).

Питома вага того або іншого виду робіт в загальній трудомісткості процесу складання залежить від конструкції агрегату і прийнятого матоду з'єднання.

Мал.4.15 Схема конвеєрів, які застосовуються при складанні агрегатів (крил): а - возовий; б - підвісний; в - естакадний; г- ланцюговий; 1 - ланцюг конвеєра, 2 - монорейка, 3 -- козелок, 4 - естакада, 5 - возок, 6 поворотна траверса, 7 - м'які опори для крил, 8 - ланцюгові зірочки, 9 - ланцюги

Трудомісткість і цикл робіт по складанню та монтажу відсіків і агрегатів багато в чому залежить від конструкції пристосувань і конвеєрів, які застосовуються на стапельному або поза стапельному складанні. Конвеєри, які застосовані при поточному поза стапельному складанні крил, розподіляють на дві групи: підлогові та підвісні (мал.5.15).

Підлогові конвеєри - возового та ланцюгового типів (мал. 5.15, а,г) - менш зручні в роботі, тому що займають велику площу виробничого приміщення та ускладнюють підходи до місць виконання робіт.

Підвісні конвеєри - монорейкові та естакадні (мал. 5.15, б,в) - більш зручні роботі. При підвісних конвеєрах краще використовуються виробничі площі, є можливість повертати виріб в зручне для складальника положення, монтувати деталі можуть кілька складальників одночасно на різних рівнях від підлоги. Цим скорочується кількість стендів складальної лінії і скорочується цикл складання.

При розробці технології поточного складання відсіків або агрегатів необхідно на підставі техніко-економічних розрахунків встановити, який тип конвеєру найбільш вигідно застосувати для конструкції, яка роздивляється.

В той же час треба мати на увазі, що для складання відсіків, агрегатів або виробів в цілому незалежно від програми випуску в серійному виробництві поточна форма організації робіт вигідніша, ніж операційне складання, при якому технологічне оснащення та пристосування не встановлюються за ходом технологічного процесу і цикли робіт, які в ньому виконуються, не узгоджені.

Після складання відсіку або агрегату фактичні розміри, які визначають положення стикувальних вузлів і отворів під СБ, виходять за межі допусків. Це відбувається внаслідок виникнення різного виду виробничих похибок й деформації складальних пристосувань і виробів, що складаються.

Для забезпечення взаємозамінності відсіків і агрегатів після їх складання виконують опрацювання роз'ємів і стиків на спеціальних розділювальних (обробних) стендах.

Розділ 5. Інструменти та обладнання які використовують при складанні вузла

При складанні вузлів, панелей і агрегатів літаків і вертольотів з легких сплавів клепка до цього часу залишається найбільш поширеним видом нероз'ємного з'єднання, так як вона забезпечує необхідну надійність і ресурс роботи агрегатів планера. Процесу клепки передує утворення отворів під заклепки. Залежно від вимог до точності та іншим характеристикам для утворення та обробки отворів застосовують комбінації свердління, зенкерування, розгортання, протягування, пробивання, розкачування, дорнування. Якість підготовки отворів є вирішальним фактором ресурсу з'єднання. Трудомісткість підготовки отворів становить до 30 % від загальної трудомісткості виконання з'єднання.

Свердління.

Свердління застосовується для утворення попереднього розміру отвору. З допомогою свердління в остаточний розмір можна отримати отвори 12...14 квалітетів. Часто свердління поєднують з зенкуванням гнізда під потаємні головки заклепок і болтів. Свердління може проводитися: на свердлильних верстатах; на спеціалізованих напівавтоматичних установках на базі свердлильно-зенкувальних агрегатів (СЗА); на свердлильно-зенкувальних установках (СЗУ); на свердлильно-зенкувальних вбудовуються в складальну оснастку пристроях (СЗВУ); ручним механізованим інструментом (свердлильні машини, дрилі, обробні пристрої). Тип обладнання вибирається в залежності від форми габаритів вузлів, агрегатів, діаметру отворів, вимог точності і зручності підходу до місця обробки. Орієнтування інструменту при підготовці отворів діаметром до 16 мм провадиться: з допомогою підтримуючих пристроїв СЗУ; по кондуктору; без кондуктора з боку каркасу: по напрямних отворів; з боку обводів; з допомогою триноги, призм, косинців, що забезпечують перпендикулярність свердління опорної площини пакета.

Свердлильно-зенкувальні установки, як правило, комплектуються з двох уніфікованих агрегатів: свердлильно-зенкувального агрегату (СЗА); підтримує агрегату (АП). При необхідності підтримує агрегат в СЗУ може бути і спеціальним. Агрегати шифруються наступним чином: СЗА-02М - свердлильно-зенкувальний агрегат, другої моделі, модифікований; АП-02-155-СЗУ - агрегат що підтримує, другої моделі, з повним ходом пінолі 155 мм, для свердлильно-зенкувальних установок. СЗА можуть працювати в ручному і автоматичному режимі, забезпечуючи свердління і зенкування отворів діаметром до 8 мм і продуктивність до 24...26 отворів в хвилину. У стаціонарних свердлильних установках, а також в установках, вбудованих в складальну оснащення, що використовуються машини свердлильні або свердлильно-зенкувальні з автоматичною подачею. Вони призначені для утворення отворів діаметром 5...40 мм в алюмінієвих, титанових сплавах, високоміцних сталях, композиційних матеріалах. Шифровка машин: МСП-8 - машина свердлильна (МС) з автоматичною подачею (П), найбільший діаметр оброблюваного отвору 8 мм (8); МСП-12Т - для свердління отворів в титанових (Т) сплавах; МСП-12К-ДЛЯ свердління отворів в композиційних (До) матеріалах; МСЗП-35У - машина свердлильно-зенкувальна (МСЗ) з автоматичною подачею (П), найбільший діаметр оброблюваного отвору 35 мм (35), кутова (У). Буква "А" в шифрі вказує на паралельність осей робочого органа і приводу. В умовах стапельного складання на відсіках і агрегатах переважно використовуються ручні свердлильні машини. По конструктивному виконанню типажем передбачено два типи свердлильних машин: машини свердлильні з рукояткою пістолетного типу; машини свердлильні кутові.

Зенкування отворів.

Зенкування застосовується для наступних операцій: остаточної обробки отворів з полем допуску 11... 12 квалітетів; підвищення точності попередньо просвердлених отворів, під подальше розгортання або протягування; обробки в один або кілька переходів з метою збільшення діаметру попередньо просвердлених отворів, в тому числі і отворів зі сходинкою, що утворюється в пакеті в процесі установки деталей в складальне положення.