МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Казанский Национальный Исследовательский Технический Университет
 им. А.Н.Туполева

Кафедра «Производство Летательных Аппаратов»

 

 

Пояснительная записка
К курсовому проекту по дисциплине: Технология производства ЛА
На тему:
«Проектирование варианта сборочного приспособления для сборки панель-люка №26»

 

 

 

                                                                                              Выполнил:
                                                                                              студент группы 1518
                                                                                              Панцырев В.О.

                                                                                              Проверил:
                                                                                              Людоговский П.Л.

 

 

 

 

 

Казань 2018

Оглавление

1. ВВЕДЕНИЕ.. 3
2. ЗАДАНИЕ. 4
3. КОНСТРУКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ.. 6
4. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ БАЗИРОВАНИЯ И ВЫБОР МЕТОДА СБОРКИ СБОРОЧНОЙ ЕДИНИЦЫ... 16

4.1 СХЕМА БАЗИРОВАНИЯ.. 17

5. СХЕМА УВЯЗКИ. 19
6. КОНСТРУКЦИЯ СБОРОЧНОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ.. 21

6.1 ПЕРЕХОД ОТ СК ВЕРТОЛЕТА К СК СБОРОЧНОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ.. 22

6.2 БАЗИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СП ПРИ ПОМОЩИ РЕПЕРНЫХ ТОЧЕК. 25

7. СХЕМА МОНТАЖА.. 27
8. ЭТАПЫ МАРШРУТНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СБОРКИ НОСОВОГО ОБТЕКАТЕЛЯ СП. 28
9. РАЗРАБОТКА РАБОЧИХ ЧЕРТЕЖЕЙ СП И СПЕЦИФИКАЦИЯ.. 29
10. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 31
11. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. 32

 

1. ВВЕДЕНИЕ

 

 В последние годы развитие авиационной техники характеризуется интенсивным проектированием новых, все более современных самолетов, обладающих высокими тактико-техническими характеристиками. Это обстоятельство привело к усложнению конструкции самолетов, применению новых материалов, соединений и технологических процессов. Возросли требования к надежности и качеству изделий, усложнился технологический процесс и увеличился цикл производства и, как следствие, резко возросли затраты на подготовку и производство самолетов.

Центральное звено технологии сборки самолета – принятый метод сборки. Метод сборки оказывает влияние на весь комплекс технологической подготовки производства: выбор схем базирования и сборки, определение состава технологической оснастки, обеспечивающих изготовление деталей и сборку изделий с заданным уровнем взаимозаменяемости и точности, изготовление и монтаж технологической оснастки для производства деталей и сборки изделий.

Одним из главных элементов производственного процесса изготовления самолета следует считать сборочное производство. Основным показателем качества сборки самолета является точность. Многие вопросы, связанные с достижением требуемой точности сборки, решаются с использованием анализа размерных цепей собираемого изделия. Существенной составляющей размерной цепи является точность изготовления сборочного приспособления.

Ускорение темпов технического прогресса вызывает необходимость частой замены выпускаемых машин новыми, более совершенными. Из-за частой смены объектов производства и проведения модификации, заводы вынуждены почти беспрерывно вести подготовку производства новых объектов с одновременным обеспечением серийного производства выпускаемых. В этих условиях сокращение объема подготовки производства, а, следовательно, и сроков постановки на производство новых изделий приобрело особо важное значение.

Одним из путей сокращения цикла подготовки производства является применение передовых методов монтажа сборочной оснастки.

Основной задачей данного курсового проекта является проектирование приспособления для сборки лючка самолета.

При этом решается задача увязки сборочной оснастки безэталонным методом и разрабатывается схема монтажа приспособления с помощью лазерного трекера.

2. ЗАДАНИЕ.

Целью задания курсового проекта является разработка и проектирование сборочного приспособления для Панель-Люка.

 

 

Рис. 1. Сборочный чертеж панель-люка самолёта, выполненный в среде систем автоматизированного проектирования КОМПАС.

 

 

 

 

 

Рис. 2. 3D-модель панель-люка, выполненная в системе автоматизированного проектирования КОМПАС­3D V17.1

 

 

 

 

3. КОНСТРУКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

 

Рис. 3. Схема самолёта с указанием на положение панель-люка  

 

Рассмотрим конструкцию панель-люка:

1.Обшивка.

Материал: Д16М

Точность изготовления: 1-1,5 мм

Тип соединения: заклепки

Способ изготовления: гибка

Количество: 1

2. Уголок 1.

Материал: Д16М

Точность изготовления: 1-1,5 мм

Тип соединения: заклепки

Способ изготовления: холодная штамповка

Количество: 2

3.Уголок 2.

 

 

Материал: Д16М

Точность изготовления: 1-1,5 мм

Тип соединения: заклепки

Способ изготовления: холодная штамповка

Количество: 2

 

4.Уголок 3.

 

Материал: Д16М

Точность изготовления: 1-1,5 мм

Тип соединения: заклепки

Способ изготовления: холодная штамповка

Количество: 2

5. Шпангоут 1.

 

Материал: Д16М

Точность изготовления: 1-1,5 мм

Тип соединения: заклепки

Способ изготовления: литьте

Количество: 2

6. Шпангоут 2.

 

Материал: Д16М

Точность изготовления: 1-1,5 мм

Тип соединения: заклепки

Способ изготовления: литье

Количество: 4

7. Узел навески.

 

 

 

Материал: Д16М

Точность изготовления: 1-1,5 мм

Тип соединения: заклепки

Способ изготовления: литье

Количество: 2

 

 

Оценка технологичности изделия.

Исходя из проанализированных конструктивно-технологических характеристик СЕ, производится анализ уровня её технологичности. Технологичными называются конструкции, которые при обеспечении эксплуатационных качеств изделия позволяют в условиях данного типа производства достигать наименьшей трудоемкости изготовления. Однако существует целый ряд показателей технологичности, не зависящих от типа производства. Оценка технологичности производится различными методами. Одним из широко распространенных методов является метод экспертных оценок. При этом суммарный показатель технологичности К_тех. определяется как сумма произведений показателя уровня технологичности параметра N_i на удельный вес этого показателя M_i

Ктех = Σ (Ni · Mi),

(1.1)

где N_i– показатель уровня технологичности;

M_i– удельный вес этого показателя технологичности.

Задавая значения N_i, определяем значение М_i, далее рассматриваем значение суммарного показателя технологичности К_тех(табл. 1.2).

Таблица 1.2

Наименование показателя	Ni	Mi
1	3	4
1.      Габаритные размеры, м; трехмерный узел	0.8	0.5
2.     Форма обводов	1	1
3.     Форма контура	0.5	0.2
4.     Уровень кривизны	1	0.4
5.     Допуск на аэродинамический контур	0.4	1
6.     Выход на обвод	0.5	0.8
7.     Расположение элементов каркаса	1	0.7
8.     Наличие узлов стыка	0.8	0.8
9.     Уровень панелирования	0.3	0.5
10. Наличие проемов и люков	1	0.5
11. Конфигурация сечения деталей узла	1	0.6
12. Количество разнородных материалов деталей	1	0.6
13. Обрабатываемость материалов	0.95	0.5
14. Уровень стандартизации (без крепежа)	0	0.5
15. Уровень повторяемости	0.6	0.5
16. Расположение точек силового замыкания	0.8	0.7
17.  Конфигурация швов	1	0.8
18.  Шаг точек силового замыкания	1	0.8
19.  Вид соединений	1	0.9
20.  Количество типоразмеров крепежа	0.5	0.9
21.  Подходы к точкам силового замыкания	1	1
22.  Уровень механизации выполнения соединений	0.5	0.8
23. Уровень автоматизации выполнения соединений	0	0.9
24.  Герметизация швов	0.6	0.9

 

Подставив табличные значения N_iи М_i в формулу (1.1), рассчитывается значение К_тех. = 12.115, а сравнительная оценка технологичности СЕ производится по данным таблицы 1.3.

 

Таблица 1.3

Значение Ктех.	Оценка уровня технологичности
Более 15	Высокая технологичность
10…15	Технологичная
8… 10	Низкая технологичность
Менее 8	Не технологичная

 

Исходя из предлагаемых экспертных оценок уровня технологичности, определяем, что наша Сборочная единица технологичная. т.к. входит в диапозон 10...15.

 

 

 

4. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ БАЗИРОВАНИЯ И ВЫБОР МЕТОДА СБОРКИ СБОРОЧНОЙ ЕДИНИЦЫ

 

Первым этапом при проектировании сборочного приспособления является составление схемы базирования сборочной единицы в приспособлении.

Схема базирования показывает, какие поверхности деталей принимаются в качестве баз при сборке, как они располагаются на деталях. Графическое изображение сборочных баз на схеме базирования производятся с помощью условных обозначений.

При разработке схемы базирования необходимо стремиться к соблюдению трехосновных принципов: единства, постоянства и совпадения баз.

В целях соблюдения принципа единства баз следует за базовые оси приспособления, относительно которых, координируются базовые элементы, принимать конструктивные оси изделия. В их качестве будут выступать оси изделия ZOX.

Принцип постоянства баз заключается в соблюдении общности основных базовых осей для узловых, панельных, детальных элементов собираемого агрегата.

Принцип совпадения баз предполагает, что при изготовлении детали или подсборки и при установке в сборочное приспособление используют одни и те же поверхности в качестве баз.

Соблюдение этих принципов обеспечивает наиболее высокую точность сборки.

 

 

 

4.1 СХЕМА БАЗИРОВАНИЯ

Рис. 5 – Схема базирования лючка.

 

Этапы базирования:

Этап №1: Шпангоуты 2 (как детали, имеющие наибольшую жесткость) базируются по упорам II и IV и по СО1 и СО2.

Этап №2: Уголки базируются по упорам 3 и 4

Этап №3: Обшивка 1 базируется рубильниками 2 и 3

 

 

 

5. СХЕМА УВЯЗКИ.

Классическим методам увязки размеров и форм – эталонно-шаблонному, координатно-шаблонному – присущ ряд недостатков, существенно тормозящих развитие авиастроения, а именно :

               а) длительные циклы изготвления оснастки из-за высокой трудоемкости и невозможности ведения параллельных работ (предыдущая оснастка служит источником для изготовления последующей);

               б) точность увязки и изготовления оснастки и деталей узла зависит от всей цепочки переноса форм и размеров и, последовательно накапливаясь, достигает значительных величин;

               в) отсутствие возможности широкого применения средств автоматизации технологических процессов подготовки и переработки исходной информации, получения первоисточников увязки и изготовления технологической и сборочной оснастки.

Для преодоления перечисленных недостатков с 80-х годов прошлого века ведутся интенсивные работы по разработке и внедрению нового метода увязки, основанного на применении ЭВМ для задания и обработки первичной исходной информации о геометрических параметрах самолета и применении оборудования с ЧПУ для изготовления оснастки и деталей самолета. Этот метод получил название метода безэталонного изготовления.

Исходной информацией (рисунок 10) служит теоретический чертеж (ТЧ) самолета и выполненные на его основе конструкторские чертежи (КЧ).

На их базе создается основа метода независимого изготовления – теоретический электронный макет (ТЭМ), воссоздающий в электронной форме аэродинамический обвод агрегата. Основным источником информации о конструкции агрегата является конструктивный электронный макет (КЭМ). В КЭМе произведена электронная увязка всех входящих деталей, узлов и агрегатов самолета, что позволяет создать ТхЭМ – электронный макет заготовок деталей, выполненный с учетом требований технологического процесса (припуски, штамповочные уклоны) и КЭМ сборочного приспособления. На базе КЭМ узла, КЭМ приспособления и ТхЭМ производится запись управляющих программ (Пр) для фрезерного оборудования с ЧПУ (ФсЧПУ), на котором будут изготовлены кронштейны навески капота, обводообразующие элементы конструкции приспособления (рубильники), а также заготовительно-штамповочная оснастка для изготовления штампованных деталей узла.

Рис. 6 – Схема увязки

Контроль кронштейнов боковой панели, а также деталей приспособления, изготовленных на оборудовании с ЧПУ, производится с помощью координатно-измерительных машин (КИМ).

Монтаж приспособления выполняется с помощью лазерного трекера.

 

6. КОНСТРУКЦИЯ СБОРОЧНОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

 

Приспособление стационарное, рамного типа. Основным несущим элементом приспособления является рама (рис. 7) - балка прямоугольного сечения. Для облегчения монтажа базовые плоскости рамы обработаны на строгально-фрезерном станке в местах установки кронштейнов фиксации узлов  собираемого изделия.

На пол цеха рама устанавливается на стойки 2 с помощью регулируемых опор 3 (рис. 7). Необходимость регулирования положения каркаса приспособления в вертикальной плоскости вызвана, во-первых, требованиями монтажа (смотри ниже) и, во-вторых, как мера для обеспечения устойчивости положения приспособления на полу цеха.

 

 

Рис. 7 –Конструкция СП. Каркас.

 

Фиксирующие элементы приспособления. Прижатие обшивки I к рубильникам 1и 2. Фиксация упорами 5,6,7 и усилиями Р.

Прижатие жесткости II к обшивке ложементами 2 и 4. Фиксация упором 8 и усилиями . (см. рис. 8).

Рис. 8 –Конструкция СП. Элементы.

 

1	Рама
2	Ложемент
3	Рубильник
4	Кронштейн крепления рубильника и ложемента
5	Стойка
6	Упор
7	Кронштейн крепления упора

Таблица 2 – Перечень элементов СП.

Монтаж фиксирующих элементов киля предполагается осуществлять с применением лазерного трекера, путем выставления заданных конструктором координат реперных точек при сборке приспособления. Однако, при работе с координатами, необходимо учитывать принцип единства конструкторской и технологической баз, что мы и рассмотрим далее.

 

6.1 ПЕРЕХОД ОТ СК ВЕРТОЛЕТА К СК СБОРОЧНОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

 

Проектирование СП с использованием МУЭМ подразумевает использование системы координат единой для всего ЛА. Однако это создает определенные неудобства при монтаже СП. В связи с этим принимается еще одна СК – система координат сборочного приспособления.

Необходимо выполнить основное правило базирования – единство конструкторской и технологической базы СП. Для этого мы должны последовательно переходить от системы координат самолёта OXYZ (см. рис. 9) к системе координат сборочной единицы OX_СЕY_СЕZ_CE (рис. 10), а из нее в систему координат сборочного приспособления OX_СПY_СПZ_СП (рис. 11). Таким образом получится, что:

                                  OXYZ = OX_СЕY_СЕZ_CE= OX_СПY_СПZ_СП

 

Рис. 9 – Система координат ЛА.

 

Рис. 10 – система координат OX_СЕY_СЕZ_CEсборочной единицы (панель-люка).

 

Рис. 11 – Система координат OX_СПY_СПZ_СП сборочного приспособления.

 

Итак, получив единство баз, можно переходить к нахождению координат реперных точек БЭСП.

6.2 БАЗИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СП ПРИ ПОМОЩИ РЕПЕРНЫХ ТОЧЕК.

Рассмотрим расположение реперных точек на каркасе

 

Рис. 12 – Реперные базовые точки, создающие опорную СК СП.

Номер БЭСП	Наименование БЭСП	№ Реперной точки	Координаты
			X	Y	Z
0	Каркас	РТ00	0	0	0
		РТ01	0	90	0
		РТ02	0	90	185
		РТ03	0	0	185

 

Таблица 3- Координаты реперных базовых точек.

Рассмотрим положение реперных точек на рубильниках и ложементах.

Рис. 13 – Реперные точки на рубильниках и ложементах с помощью которых обеспечивается точность установки элементов СП.

 

 

Рассмотрим координаты реперных точек в таблице.

Номер БЭСП	Наименование БЭСП	№ Реперной точки	Координаты
			X	Y	Z
1	Рубильник	РТ10	26	69	42
		РТ11	34	39	42
		РТ12	26	10	42
		РТ13	26	69	92
		РТ14	34	39	92
		РТ15	26	10	92
		РТ16	26	69	142
		РТ17	34	39	142
		РТ18	26	10	142
2	Ложемент	РТ20	13	58	47
		РТ21	13	58	94
		РТ22	13	58	142
		РТ23	13	23	47
		РТ24	13	23	94
		РТ25	13	23	142

 

Таблица 4 - Координаты реперных точек.

 

 

7. СХЕМА МОНТАЖА

Рассмотрим порядок монтажа СП. Ниже изложено описание действий, необходимых для сборки приспособления с иллюстрациями.

1) Монтаж каркаса (рис. 15) осуществляется путем выставления по координатам реперных точек при помощи регулирования высоты ножек 2 каркаса БЭСП

Рис. 14 – Каркас БЭСП

2) Монтаж упоров 5,6, будем осуществлять в следующем порядке: упор 5 стыкуется с кронштейном  и фиксируется винтом 16.

3)  Монтаж рубильников 12,13 и ложементов 14,15 (рис. 17) осуществляется путем выставления по координатам реперных точек на них при помощи перемещения установочных элементов (кронштейнов крепления)10  рубильников/ложементов по площадкам 5. Устанавливаем рубильники/ложементы, выставляем координаты. Просверливаем в площадках отверстия под штифты . Фиксируем установочные элементы (кронштейны крепления)10   при помощи штифтов 16. При нахождении нужных координат, фиксируем установочные элементы болтами 17.

 

Рис. 15 – Монтаж рубильников, ложементов. 5 - рабочие площадки; 10 - установочные элементы (кронштейны крепления); 12,13- рубильники; 14,15 – ложементы; 16 – штифты; 17 болты

 

8. ЭТАПЫ МАРШРУТНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СБОРКИ ПАНЕЛЬ-ЛЮКА СП.

Сборку панель-люка начинаем с установки рубильников на каркас 1 с установленными на нем собственными базирующими элементами 2, в которых зафиксирован компонент сборки 3. На каркасе 1 установлены внешние базирующие элементы 6, взаимно увязанные с собственными базирующими элементами 2 переносного сборочного приспособления в принятой согласованной системе координат. Дополнительно внешние базирующие элементы 6 и 7 переносного сборочного приспособления и стационарного сборочного приспособления соответственно, взаимно увязаны между собой в принятой согласованной системе координат и выполнены геометрически взаимно ответными друг другу. Каждая сопрягаемая пара внешних базирующих элементов 6 и 7 выполнена в виде двух стыкуемых кронштейнов, скрепляемых болтами по типу фланцевого соединения.

9. РАЗРАБОТКА РАБОЧИХ ЧЕРТЕЖЕЙ СП И СПЕЦИФИКАЦИЯ

 

Разработанную в системе автоматизированного проектирования КОМПАС 3D-модель сборочного приспособления панель-люка самолета мы должны представить в виде чертежей в трех проекциях.

После получения чертежей, проставляем размеры и задаем технические требования. К пояснительной записке прилагаются вышеописанные чертежи, изображения которых можно изучить ниже.

К чертежам также прилагается спецификация на элементы сборочного приспособления.

Рис. 16- Чертеж сборочного приспособления.

 

Рис. 17- Спецификация лист 1.

 

 

 

10. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Результатом выполненного курсового проекта является проект приспособления для сборки лючка. Разработана конструкция приспособления, произведен расчет ожидаемой точности сборки при методе безэталонного изготовления. Разработана схема монтажа приспособления с помощью лазерного трекера.

 

11. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

 

1. Твердотельное моделирование сборочных приспособлений;
2. В.И. Халиулин, А.В. Шабалов - «Проектирование технологических процессов и оснастки для сборки отсеков летательных аппаратов», Казань, 2011;
3. В.И. Анурьев – «Справочник конструктора машиностроителя»;

 

 

        

Содержание архива:

 

Скачать: vjacheslav-p.rar