Современные методы сборки летательных аппаратов

 

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ  ИНСТИТУТ

(НАУЧНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ)

Инженерно-экономический  институт

 

 

 

 

Работа

по теме

«Современные  методы сборки летательных аппаратов»

 

 

 

Выполнила студентка группы

05-306 Ковалева Д.А.

Приняла:

Комаров Ю.Ю.

                                                  

 

 

Москва

2013

 

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3

1.Основные элементы конструкции летательных аппаратов…………......5

2.Схема сборки…………………………………………………………………...7

3.Сборочные работы………………………………………………………….....8

4.Сборка совмещением сборочных баз элементов конструкций…….…..10

   4.1 Сборка по разметке………………………………………………………..10

   4.2 Сборка с базированием  по сборочным отверстиям (СО)………….....…11

         4.2.1 Технология сборки по сборочным отверстиям……………………11

           4.2.2 Требования, предъявляемые к схемам увязки размеров и форм….12

3. Сборка по базовым поверхностям деталей……………………………….14

 

5.Сборка совмещением сборочных элементов конструкций и приспособлений…………………………………………………………………15

  5.1 Сборка с базированием по отверстиям…………………………………...15

         5.1.1 Сборка с базированием по КФО……………………………………16

         5.1.2 Сборка с базированием по БО………………………………………18

         5.1.3 Сборка с базированием по отверстиям стыковых болтов (ОСБ)19

  5.2 Сборка с базированием по поверхности деталей и узлов в конструкции ЛА…………………………………………………………………………………21

         5.2.1 Сборка в приспособлении с базированием по поверхности каркаса

         5.2.2 Сборка в приспособлении с базированием по внешней поверхности обшивки………………………………………………………………………...…24

3. Сборка с базированием по внутренней поверхности каркаса……26

6.Точность и технико – экономические показатели различных методов сборки…………………………………………………………………………….28

7. Сборочный процесс сегодня…………………………………………….….31

1. Современные технологии агрегатно-сборочного производства (Бесплазовая увязка размеров в агрегатно-сборочном производстве).32
1. Сущность метода бесплазовой увязки размеров……………..…...32
2. Основа бесплазовой увязки размеров…….………….……………….35
2. Бесстапельная и стапельная сборки……………………………………..39

Вывод……………………………………………………………….……………42

Список литературы…………………………………………………………….43

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

С каждым годом ужесточаются требования к вновь создаваемым  самолётам. Объективно это приводит к возрастанию объема работ, их сложности  и, как следствие, увеличению стоимости  программы, а в конечном итоге  – цены самолёта. В процессе проектирования приходится решать трудные, как правило, противоречивые задачи. С целью снижения затрат и степени риска конструктору и производителям приходится использовать все новейшие достижения науки и  техники, в том числе имеющийся  в смежных отраслях промышленности.

Изготовление самолета начинается с изготовления деталей и завершается  сборочными работами узлов, агрегатов, проведением стыковочных и монтажных  работ на готовом изделии.

В настоящее время один из главных элементов производительного  процесса изготовления авиационной  техники считается сборочное  производство. Основными факторами, определяющими специфику сборочных  работ в самолетостроении, являются:

1) многодетальность самолета, а также большое разнообразие применяемых конструкционных материалов. Это приводит к разнообразию технологических процессов и средств их оснащения, усложняет планирование, контроль и учёт сборочных работ;

2) сложность производственных форм и малая жесткость большинства элементов конструкции, из-за которых становится необходимым применение многочисленной и сложной технологической оснастки;

3) высокие требования к качеству самолета в целом и его отдельным элементам, для обеспечения которых необходимы новейшие методы контроля, включая специальное оснащение;

4) широкое кооперирование производства существенно усложняет решение вопросов обеспечение точности и взаимозаменяемости элементов конструкции планера;

5) частая смена объектов производства из-за быстрого морального старения авиационной техники.

Продолжительность и трудоемкость сборочных работ в зависимости  от типа самолета составляет от 30-56% всех производственных трудозатрат. Сборочные  и монтажные работы охватывают сборку, монтаж оборудования и силовых установок, монтаж систем управления полетом и  взлетно-посадочных средств, аэродромные  работы по подготовке самолета к летным испытаниям и сдача его заказчику. Сборочно-монтажные работы характеризуются  сложностью выполняемых работ, сравнительно невысоким уровнем механизации  технологических операций сборки и  монтажа, что влечет за собой большую  трудоемкость изготовления продукции, невысокий уровень производительности труда.

Сборочные работы в зависимости  от вида можно подразделить на узловую  сборку - сборку узлов (лонжероны, нервюры, шпангоуты, створки люков); агрегатную - сборка отсеков, агрегатов, секций; общую  сборку самолетов - сборку-стыковку отдельных  агрегатов в целое изделие  и проведение нивелировочных работ.

Выбор технологического оснащения  зависит от технологического процесса сборки, применяемого метода обеспечения  взаимозаменяемости и точности сборочной  единицы. Проектирование технологического процесса и средства оснащения сборки осуществляется с учетом факторов, оказывающих на них влияние.

Данная работа посвящена современным технологиям сборки самолета.

 

1. Основные элементы конструкции летательных аппаратов.

Современную авиакосмическую Технику характеризует необычайный прогресс в области конструирования. Применение новых материалов и технологических методов, более точных методик прочностных расчетов позволяет создавать конструкции, не имеющие аналогов в практике конструирования.

Возможность создания конструкции  минимальной массы, обладающей необходимой  прочностью и жесткостью, во многом зависит от характеристик применяемых  материалов.

 

Основные  конструкционные материалы.

Материалы, используемые в  конструкции летательного аппарата, должны обладать:

 высокими физико-механическими (прочностными) характеристиками, которые должны сохраняться как в широком диапазоне температур (низкие, отрицательные – при дозвуковом полете в стратосфере, высокие – при сверхзвуковом полёте в условиях кинетического нагрева конструкций), так и при неблагоприятных воздействиях внешней среды;

возможно меньшей плотностью;

хорошими технологическими свойствами (способностью поддаваться  различным методам обработки в процессе производства).

Важными характеристиками материала является низкая стоимость в состоянии поставки (стоимость заготовок) и минимальные затраты на обработку. Характеристики и свойства материалов определяют не только качество деталей, но и саму возможность достаточно экономичного получения заготовок для них (листов, профилей, отливок, штамповок, покупок и т.д.). Различные технологические процессы изготовления деталей (литье, ковка, штамповка, механическая обработка резанием, термическая и химическая обработка) определяются свойствами металла и, в свою очередь, влияют на них.

В настоящее время основными  материалами для изготовления агрегатов  летательного аппарата (крыла, фюзеляжа, оперение) и элементов системы управления являются алюминиевые сплавы. Для наиболее нагруженных и ответственных деталей применяются высокопрочные высоколегированные стали, титановые и другие сплавы. Широко применяются и не металлические материалы – стеклопластики, углепластики, полимерные заполнители, клеи, органическое стекло и другие.

 Одной из важнейших  характеристик конструкционных  материалов является их удельная  прочность – отношение максимально  допустимых напряжений, которые способен выдержать материал без разрушения, к плотности материалов.

Рациональность использования  материала при преобразовании заготовки в готовую деталь может быть оценена коэффициентом использования материала (КИМ) – отношением массы детали к массе заготовки, из которой она получена.

Чем меньше материала идёт в отходы, тем выше КИМ. Всё более широкое применение в конструкции летательного аппарата находят композиционные материалы (КМ), в которых высокопрочные углеродные, органические, борные или другие армирующие волокна связанны в монолит - единое целое податливый примерной или металлической матрицей (связующим), заполняющей межволоконное пространство.

 В каждом конкретном  случае выбор того и иного материала определяется конструктивными требованиями (по удельной прочности, теплопрочности, коррозионной стойкости, чувствительности к знакопеременным нагрузкам и т.д.), а также требованиям по технологическим свойствам и стоимости.

 

2. Схема сборки

В зависимости от класса самолета возможна сборка:

Недифференцированная - т.е. сборка проходит из одних деталей (не узлов, не деталей практически нет).

Сборка идет в одном  сложном приспособлении, применяется  труд высококвалифицированных рабочих. Этот тип сборки применяется для  индивидуального и опытного производства.

Дифференцированная - сборка агрегата в основном идет из панелей и узлов. Применяются несложные сборочные приспособления, и используется сборщики низкой квалификации (2, 3 разряд).

В самолетостроении и вертолетостроении рассматриваются две основных схемы агрегатной сборки: последовательная и последовательно-параллельная.

Последовательная сборка относится к нерасчленённой на секции и панели конструкции самолета. Сборка идёт в одном сложном сборочном приспособлении.

При этой схеме сборки трудоёмкость и цикл сборочных работ самые  большие, создаются стеснённые условия  труда для сборщика, на сборку поступает  большое количество деталей.

Последовательно-параллельная схема сборки относится к сборке расчленённой на панели и узлы конструкции, но после первого этапа сборочных работ приступают к соединению - стыковке панелей и узлов друг с другом, а затем в полученном изделии проводят монтажные работы.

Цикл и трудоёмкость в  таком случае меньше, чем при последовательной сборке, также создаются нормальные условия труда для сборщиков. Таким образом, для данного отсека наиболее приемлема дифференцированная схема сборки (а именно последовательно-параллельная).

 

3. Сборочные работы

Сборочные работы являются важнейшей составной частью производственного  процесса предприятия по созданию летательного аппарата. Сборочные работы многовариантны как по возможному составу и последовательности операций технологического процесса,  так и по составу применяемой  оснастки,  оборудования,  инструмента  и т.д.

Проектирование оптимальных  технологических процессов сборки сложных изделий требует трудоёмких вычислений,  связанных с выбором  схемы сборки, с расчетом точности сборки, с нормированием трудоёмкости и расчётом технологической себестоимости  сборки и т.п. Эффективность решения  многих конструктивных и производственных проблем во многом зависит от уровня технического, технологического и организационного развития сборочных производств . Этот уровень определяется,  в первую очередь,  теми методами сборки,  которые закладываются при подготовке производства и используются в серийном производстве новых изделий, в частности авиационной техники.

Метод сборки характеризует, как базируются и с помощью  каких средств устанавливаются  и закрепляются детали друг относительно друга в целях обеспечения  их правильного и точного взаимоположения  при сборке в собираемом изделии.

 

 

В основу определения понятия  «метод сборки»  в общем машиностроении принят принцип степени взаимозаменяемости деталей, поступающих на сборку. В  соответствии с ГОСТ 18831-73 взаимозаменяемостью  называется свойство конструкции составной  части изделия,  обеспечивающее возможность  её применения вместо другой такой  же части без дополнительной обработки  с сохранением заданного качества изделия,  в состав которого она  входит.  Точностью какого-либо размера  называется степень соответствия его  действительного значения значению заданного проектом.

Взаимозаменяемость и  точность являются важнейшими показателями качества, относясь к группе показателей  технологичности Точность изготовления деталей, сборки узлов и агрегатов  оказывает влияние на лётно-технические характеристики летательного   аппарата. Изготовление деталей с увеличением заданного размера или больших плюсовых отклонений их приводит к увеличению массы.  Поэтому изготавливаемые детали должны быть взаимозаменяемыми по геометрическим параметрам - размерам и форме, и по физическим - массе, жёсткости и т. д.

Характер обеспечения  взаимозаменяемости зависит от принципа, принятого при изготовлении деталей. В производстве ЛА имеют место  два принципа - зависимый и независимый.

 

4. Сборка совмещением сборочных баз элементов конструкций