Дипломная (вкр): Розробка технологічного процесу складання лонжеронного крила

При зенкуванні використовуються зенкери. Зенкери мають три-чотири ріжучі кромки, тому процес різання проходить більш стійко, ніж свердління.

Зенкування застосовують для збільшення діаметру попередньо просвердленого отвору, тому зусилля осьової подачі менше, а шорсткість приблизно вдвічі менше, ніж при свердлінні. Зенкування може бути прямим і зворотним. При прямому зенкуванні з метою підвищення точності або збільшення діаметру попередньо просвердлених отворів застосовуються зенкери з направляючою. Спільну обробку отворів після установки деталей в складальне положення при розбіжності осей роздільно підготовлених попередніх отворів виконуються спеціальним зенкером, використовуючи отвір діаметром D в якості направляючого. Зворотне зенкування отворів виконується спеціальними насадними зенкерами. Базування зенкера здійснюється за оброблюваного отвору допомогою змінних направляючих втулок, встановлюваних на шпиндель машини. В якості мастильно-охолодної рідини при зенкуванні отворів застосовують мастило МР-4 або масло індустріальне І-40А. Для зенкування з автоматичною подачею застосовуються свердлильно-зенкувальні машини типу МСЗП.

Розгортання отворів.

Коли потрібно отримати отвори точніше 10-го квалітету, застосовується остаточна обробка розгортанням. Ручне розгортання здійснюється, як правило, з малим припуском (0,02...0,2 мм) з невеликими подачами (0,1...0,5 мм/об) для забезпечення спокійних умов різання, хоча подачі за рекомендаціями, які передбачають максимальну стійкість розгорток, повинні бути великими. Стружка при розгортанні утворюється в умовах, дуже схожих на пряме різання, так як ріжучі кромки складають невеликий кут з утворюють отвори. Шорсткість поверхні 0,04...5 мкм, точність отворів може бути отримана в межах 7...8-го квалітетів. Ручне розгортання допускається застосовувати у випадках, коли підходи в конструкції не дозволяють використовувати механізоване розгортання.

Операція механізованого розгортання застосовується для остаточної обробки отворів з полем допуску 7...9 квалітетів у пакетах, які включають алюмінієві, титанові сплави та сталі. Механізованим розгортанням забезпечується обробка отворів діаметром 4...45 мм у пакетах товщиною 8...225 мм, в тому числі отворів, розташованих у важкодоступних місцях конструкції виробу. Механізоване розгортання отворів здійснюється розгортаючими машинами типу МР. Модель розгортаючої машини вибирають в залежності від діаметру оброблюваного отвору, матеріалу пакету і підходів до отвору. Механізованим розгортанням обробляють попередні отвори, підготовлені з допусками по 12-му квалітету з наступним припуском під остаточну обробку: 0,5 мм для отворів діаметром 4...27 мм; 0,7 мм для отворів діаметром 30...45 мм. Механізоване розгортання отворів здійснюють комплектом розгорток, які базуються на оброблюваного отвору без використання додаткової направляючої оснастки. При розгортанні в умовах агрегатного складання слід керуватися наступними основними рекомендаціями: малі отвори діаметром 4 мм обробляють спеціальними розгортками; отвори діаметром 6... 12 мм глибиною до 5d у пакетах з алюмінієвих і титанових сплавів обробляють розгортками по ОСТ 1 52 485-86; великі отвори діаметром 5...45 мм у пакетах, які включають титанові сплави та сталі середньої міцності (σв≤ 1100 МПа), обробляти розгортками з швидкорізальної сталі; отвори в пакетах, які включають титанові сплави підвищеної міцності і сталі типу 14Х17Н2, рекомендується обробляти розгортками з маловольфрамової швидкорізальної сталі Р12Ф2К5МЗ, Р12Ф2К8МЗ, Р12ФЗК10МВ та ін.

В авіаційній промисловості найбільш поширені наступні види свердлильно-зенкувальне обладнання: універсальні свердлильні верстати; спеціальні свердлильно-зенкувальні верстати (автомати) і установки; свердлильно-зенкувальні й агрегатні головки. Область застосування того або іншого виду обладнання залежить від ступеня членування літака, умов підходу в зону свердління, конструкції і габаритних розмірів вузла, панелей, відсіків, програми випуску виробів. В даний час 40 ... 50 % отворів свердлять і баньки ручними пневматичними дрилями, а решта обробляють на універсальних свердлильних, агрегатних верстатах і спеціальних свердлильно-зенкувальних установках. У промисловості систематично ведуться роботи по збільшенню обсягу механізації і автоматизації свердлильно-зенкувальних операцій, удосконалюються конструкції літаків і вертольотів, розробляються і впроваджуються нові свердлильно-зенкувальні верстати, автомати та установки. Пневматичні дрилі застосовують головним чином на агрегатній та загальній збірці, де використання верстатів та автоматів неможливо. Універсальні свердлильні верстати використовують для свердління отворів в полицях лонжеронів і нервюр, стикових профілях і вузлах.

Клепка суцільних заклепок загального призначення.

З'єднання суцільними заклепками полягає в пластичній деформації стрижня заклепки з формуванням замикаючих (або обох головок, включаючи заставну) виступаючої частини. Цей процес здійснюється за допомогою удару пневмомолотки і підтримки, тиском преса або розкочуванням за допомогою спеціальних машин. Удар молотка може наноситися з боку замикаючої головки заклепки, і тоді метод клепки називають прямим, або з боку застави - зворотний метод клепки. Клепка тиском преса отримала, відповідно, назву пресової клепки.

Пресова клепка має наступні переваги в порівнянні з ударною: значно поліпшуються психофізіологічні умови роботи клепальників внаслідок зниження впливу шуму і вібрації; підвищуються втомні характеристики з'єднання внаслідок більш щільного і рівномірного заповнення отворів осаджувальним стрижнем заклепки по товщині пакету; по вказаній вище причині в ряді випадків можна відмовитися від герметизації з'єднання, що забезпечує зниження маси конструкції; підвищується продуктивність праці в півтора-два рази при скороченні числа робітників на 50...75 %.

При пресовій клепці замикаюча головка утворюється в результаті тиску преса на стрижень заклепки, чому обов'язково передує стиснення пакету. Обидві дії: стиснення пакету і деформація стрижня заклепки - виконуються безперервно за один хід плунжера преса. Клепальні преси поділяються на такі: стаціонарні групової клепки; стаціонарні одиночної клепки; переносні ручні. Можливість застосування того чи іншого преса залежить від підходів до місця клепки, діаметра расклепуємих заклепок, розмірів вузлів і панелей та інших конструктивних і технологічних факторів. У промисловості застосовують різні преси для групової і одиночної клепки: КП-403, КП-405, КП-501А, КП-503, КП-602. Порівняно з клепальними автоматами число обмежень застосування клепальних пресів істотно менше. На клепальних пресах можна клепати вузли і панелі з алюмінієвих, титанових сплавів і сталей будь-якими суцільними стрижневими заклепками. Це дозволяє розширити обсяг безударної клепки, включаючи автоматичну і заклепками з одностороннім підходом, до 60...70% від всього обсягу заклепочних сполук.

Якість клепки контролюють зовнішнім оглядом з'єднань і простукуванням заклепок. Зовнішнім оглядом виявляють дефекти замикаючих головок або підсічку листів. Простукуванням визначають слабо затягнуті заклепки. Маломірні, погано оформлені і збиті на сторону головки виявляють шаблонами. Погане прилягання головок перевіряють щупами. Дефективні заклепки висвердлюють, а замість них ставлять нові. Герметичність з'єднання перевіряють повітряної або гідравлічної пробій. Вузли, які не мають замкнутого простору, перевіряють методом вакууму. Нещільність сполуки виявляють по повітряних бульбашок після змочування поверхні мильною водою. При гідропробі нещільності виявляють падінням тиску по манометру або з виступу крапельок вологи на зовнішній поверхні. Величину пробного тиску вказують в технічних умовах.

РОЗДІЛ 6. Передові методи складання

Виробництво складних наукоємних виробів машинобудування сьогодні неможливо без забезпечення їх інформаційною підтримкою на всіх стадіях життєвого циклу. Переходу до САLS-технологій в великому ступені сприяли досягнення в області інформаційних технологій, програмування, розробки обчислювальної техніки.

В сучасних економічних умовах все більше виробництв звертаються до так званої «віртуальної» форми організації виробництва.

Особливе значення при складанні агрегатів ЛА має значення - об'ємна ув'язка деталей і вузлів, які забезпечують отримання аеродинамічних обводів заданої точності. Сучасний рівень проектування передбачає створення тривимірної комп'ютерної моделі створюваного виробу. Паралельно створюється модель технологічної оснастки, що забезпечує правильну взаємну орієнтацію деталей при зборці.

Тривимірні моделі виробів у сучасному промисловому виробництві є основою проектування виробів і технологічних процесів. При цьому в переважній більшості випадків спочатку створюється модель, а лише потім виріб. Однак існує чимало випадків, коли необхідно отримати модель в САПР по вже наявному виробу (тілу). До таких випадків можна віднести:

автоматизоване рішення задачі контролю форми виготовленого вироба;

створення моделі заготовки з метою отримання ефективних керуючих програм для устаткування з ЧПУ;

уточнення положення об'єкта перед виконанням технологічних операцій.

У загальному випадку задача отримання тривимірної моделі тіла по натурному зразку може бути задана як задача визначення координат безлічі точок тіла. Однак безліч точок тіла нескінченно, тому виникає необхідність визначення координат кінцевої безлічі опорних точок з побудовою на їх основі апроксимуючих граней.

Підвищення продуктивності складальних робіт забезпечується механізацією і автоматизацією проведення основних типових технологічних операцій - розмітки, крою, свердління і клепки.

Силові вузли конструкції планера ЛА типу лонжеронів, нервюр і шпангоутів. Їх відносять до плоскокаркасних вузлів (ПКУ). Основний спосіб з'єднання ПКУ - заклепувальні з'єднання. На частку свердлильно-клепальних робіт (СКР) припадає 30 ... 45% трудомісткості складальних робіт. Трудомісткість свердління становить 30%, зенкування 13%, вставка заклепок 4%, расклепування заклепок 53%. В даний час при виконанні СКР широко використовуються пластикові автомати. Однак, специфіка виробництва, складність конструкції ЛА, різноманіття умов підходу до зони клепки, різниця заклепок по діаметру, мала протяжність швів, обумовлюють застосування ручних дрилів та клепальних молотків, використання яких не дозволяє досягти високої продуктивності праці, не гарантує стабільності якості з'єднань і шкідливо впливає на організм людини.

У вітчизняному та зарубіжному літакобудуванні намітилася тенденція до використання замість пресованих профілів у конструкціях літальних апаратів профілів з листового плаковного матеріалу, що пов'язано з рядом переваг як конструктивного, так і технологічного характеру останніх. Так, наприклад, за рахунок застосування листових профілів можливе отримання виграшу у масі конструкції із-за мінусового допуску на листі. Для авіаційної промисловості характерні підвищені вимоги до точності, які пред'являються до виробів.

Крім використання всіх перелічених новітніх методів складання поширюється застосування роботів-змій. Роботи-змії стають одним із популярних напрямів робототехніки. Цей вид роботів відрізняється модульністю, гнучкістю і специфічними можливостями переміщення в просторі.

Досі монтаж повітряного судна включає високу частку ручних процесів, що обмежує обсяги виробництва. Особливо серйозною проблемою з точки зору автоматизації залишається крило літака. Основна причина полягає в складній внутрішній структурі крил, які складаються з серії порожніх камер. Доступ до цього простору можливий тільки через вузькі люки розміром 45 на 25 см. Це трудомістка робота, яка вимагає інтенсивного фізичного навантаження, не кажучи вже про ризики для здоров'я через летких органічних сполук.

Звичайні промислові роботи дуже негнучкі щоб проходити через вузькі отвори. Їх жорсткі руки не здатні досягти віддалених ділянок робочої області, яка в крилах літаків досягає п'яти метрів у довжину. У цьому випадку може допомогти тонкий робот з шарнірними важелями.

Робот оснащений шарнірними важелями, складається з восьми послідовно з'єднаних модулів, які можуть повертатися в дуже вузькому просторі і здатні досягати найвіддаленіших порожнин крила. Така конструкція якраз властива роботам-зміям.

Рука робота має 2,5 метра в довжину і може переміщати інструменти вагою до 15 кг на додаток до власним вагою. В кожну секцію робота інтегрований двигун невеликого розміру. Кожна секція маніпулятора може переміщатися незалежно і повертається на кут до 90 градусів.

Робот також включає мобільну платформу для переміщення по крилу літака.

РОЗДІЛ 7. Організація робочого місця слюсаря-складальника літальних апаратів

Робочим місцем називається певний ділянку виробничої площі цеху, відділення, групи, закріплений за даним робітником (або бригадою робітників), призначений для виконання заданої роботи.

Робоче місце обладнують складальним оснащенням і організаційно-технічними пристроями (верстатом, підставками, відкотними або стаціонарними настилами і т.ін.), які повинні забезпечити зручність виконання робіт і безпечні умови праці. Раціональна організація робочого місця сприяє підвищенню продуктивності праці і якості роботи.

Всі деталі і складальні одиниці повинні зберігатися на підставках або стелажах. При роботі в складальних пристосуваннях повинні бути забезпечені вільні підходи до робочим зонам, можливість швидкої фіксації зібраного вироби, швидкої і легкої виїмки готового сайту відсіку, агрегату з пристосування, повинно бути передбачено хороше освітлення, застосування засобів механізації при виконанні трудомістких операцій.

Для установки важких деталей і вузлів в пристосування, а також для виїмки з пристосувань готових вузлів, відсіків, агрегатів робочі ділянки повинні бути обладнані підйомно-транспортними засобами.

Поза робочого сильно впливає на його продуктивність праці (рис.7.1). Зручна робоча поза забезпечується збереження тривалої працездатності.

Мал.7.1 Вплив пози робітника на виробничий процес

Раціональне освітлення створює сприятливі умови для роботи, попереджає зорове і загальне стомлення, сприяє підвищенню продуктивності праці і якості роботи.

Освітленість робочого місця в механоскладальних цехах повинна дорівнювати 500 лк.

Робоче місце бригади робітників-складальників оснащене високопродуктивним свердлувальним і клепальним обладнанням з підтримуючими або підтримувально-вирівнювальними пристроями, наждачними точилами, верстаками з паралельними лещатами.

Слюсарі-збирачі мають переносні ящики для інструментів.

При виконанні слюсарно-складальних робіт користуються різноманітним ручним і механізованим інструментом. До ручного інструменту відносяться: ріжучий інструмент (свердла, зенкери, розгортки, протяжки, напилки, абразивний інструмент та ін.); допоміжний інструмент (молоток, підтримки, обтискачі, керн, вороток та ін.); слюсарно-складальний інструмент (викрутки, гайкові ключі, струбцини та ін.) ; вимірювальний та перевірочний інструмент (масштабна лінійка, нутромір, штангенциркуль, шаблони для перевірки форми і розмірів замикаючих головок кріпильних елементів і т. п.).

До механізованого слюсарно-складального інструменту належить інструмент, у якого головний робочий рух здійснюється двигуном, а допоміжний рух і керування інструментом виконується вручну.

Для виконання слюсарно-складальних робіт використовується наступний механізований пневматичний інструмент: інструмент обертальної дії (свердлильні, розгортаючи, шліфувальні машини, гвинтоверти, гайковерти, зачисні і фрезерні машини та ін.); інструмент ударної дії (клепані молотки, пневмокернери та ін.);, інструмент давильної дії (ручні преси, протяжні).

РОЗДІЛ 8. Правила техніки безпеки при складанні лонжеронного крила

До роботи слюсарем-складальником допускаються особи у віці не молодше 18 років, що пройшли медичний огляд та не мають медичних протипоказань, які у навчальному закладі отримали професію слюсаря-складальника ( п.1.2 ПІ 1.4.72-298-2004).

До самостійної роботи допускаються слюсарі-складальники після отримання вступного та первинного інструктажів, стажування безпосередньо на робочому місці протягом 2-15 змін (залежно від стажу, досвіду та характеру робіт) під керівництвом досвідченого кваліфікованого слюсаря складальника (п.1.3 ПІ 1.4.72-298-2004).

При агрегатній збірці широко застосовують пневматичний інструмент, що генерує шум та вібрацію. Тривалий вплив шуму і вібрації негативно позначається на здоров'ї людини, викликає вібраційну хворобу, глухоту і розлад нервової системи.