Взаимозаменяемость и увязка размеров между собой в самолетостроении

Взаимозаменяемость – 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.

Точность какого–либо размера – степень соответствия его действительного значения значению, заданному проектом.

Взаимозаменяемость и точность являются основными показателями качества и количественными показателями технологичности.

Производственная погрешность ( ) – количественное значение точности, измеряемое разностью действительных и заданных величин размеров изделия.

При этом, точное изготовление деталей, узлов и агрегатов предусматривает не только точное выполнение линейных размеров, но также и точное выполнение заданной формы изделия.

Увязка – согласование сопрягаемых размеров между собой.

Точность увязки определяется не точностью каждого из размеров, а величиной разности этих погрешностей, т.е. согласованностью между собой.

Производственная погрешность увязки размеров ( ) – модуль разности двух любых сопрягаемых размеров по разностям их действительных и заданных проектом размерами.

Поля (границы рассеяния) производственных погрешностей ( ) определяется их наибольшими и наименьшими значениями.

Первичный размер – размер, которым начинается процесс переноса размера с чертежа изделия.

Технологические размеры– размеры приспособлений, инструмента, оборудования и заготовки, которые возникают на промежуточных этапах получения конечного размера изделия.

В самолетостроении используются три метода увязки:

I. Принцип связанного образования форм и размеров. Основное достоинство в том, что он позволяет обеспечить взаимозаменяемость изделий малой жесткости, сложной формы и больших габаритных размеров. Этот принцип связанного образования форм и размеров является теоретической основой плазово - шаблонного метода увязки заготовительной и сборочной оснастки, применяющегося в самолетостроении;

II.Принцип независимого образования размеров и форм изделий. Не содержит общих этапов переноса каждого из размеров, а перенос размеров осуществляется независимо друг от друга при разном в общем случае числе индивидуальных этапов. Имеет самую меньшую точность, т.к. содержит самое большое число индивидуальных этапов;

III.Принцип компенсации. Увязка состоит из одного этапа переноса размера с объекта на объект и осуществляется или силовым замыканием, или заполнением зазора, возникающего при сборке между собираемыми элементами, специальным компенсатором. В качестве компенсаторов используются или твердые пасты, или металлические прокладки. Метод компенсации обеспечивает наибольшую точность увязки по сравнению с другими, т.к. содержит всего один этап переноса размеров.

Размерная цепь – совокупность размеров, образующих замкнутый контур и непосредственно участвующих в решении поставленной задачи.

Звенья – отдельные размеры, составляющие размерную цепь (составляющие звенья, замыкающее звено). Размер замыкающего звена получается автоматически при решении поставленной задачи.

Составляющие звенья бывают:

- уменьшающие, т.к. с их увеличением уменьшается размер замыкающего звена;

- увеличивающие, т.к. с их увеличением увеличивается размер замыкающего звена.

Таким образом, образование размеров изделий описывается с помощью аппарата теории размерных цепей.

Технологические размерные цепи – размерные цепи, с помощью которых решаются задачи обеспечения точности изделия в процессе его изготовления.

Принцип кратчайшего пути Б.С.Балакшина – проектирование такого ТП, который имеет самую короткую технологическую размерную цепь путем правильного выбора баз. Т.к., чем длиннее размерная цепь, тем больше величина погрешностей, влияющих на точность образования размера замыкающего звена.

Базирование – придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат. Осуществляется при проектировании заготовки, изделии и ТП, а также при их изготовлении и сборке.

База – поверхность или сочетание поверхностей, а также ось или точка, принадлежащие заготовке или изделию и используемые для базирования.

Проектная база – база, выбранная при проектировании изделия, ТП изготовления или его ремонта.

По назначению базы подразделяются следующим образом:

1. Конструкторская. Определяет положение детали или сборочной единицы в изделии;

2. Технологическая. Используется для определения положения заготовки или изделия в процессе изготовления или ремонта:

а)Установочная. Определяет положение заготовки в приспособлении относительно инструмента на плоскости;

б)Направляющая. Определяет направление заготовки в приспособлении относительно инструмента по линии;

в)Упорная. Предохраняет от смещения заготовку в приспособлении относительно других инструмента в точке;

г)Сборочная. Определяет положение в приспособлении относительно других деталей при сборке. Совокупность сборочных баз деталей образует сборочную базу узла или агрегата;

3. Измерительная. Используется для определения относительного положения заготовки или изделия и средств измерения.

Базисный размер - расстояние между конструкторской и технологической базами. При совмещении этих баз базисный размер равен «0».

Правило единства баз – совмещение конструкторской, технологической и измерительной баз.

Правило постоянства баз– использование одной и той же технологической базы.

Производственные погрешности, образующиеся при выполнение ТП, разделяются следующим образом:

1) Систематические. Регулярно повторяются при выполнении ТП. Прогнозируются с высокой степенью точностью расчетно-аналитическим методом:

- постоянные;

- переменные;

- закономерно-изменяющиеся;

2) Случайные. Возникновение предсказать невозможно, определяются только статистическим методом.

При изготовлении деталей и сборке изделий образуются погрешности их размеров, форм, характеристик поверхностного слоя, массы и т.п.

Производственные погрешности размеров и формы изготовления деталей возникают вследствие неточности оборудования, приспособлений, инструмента, недостаточной жесткости ТС ПШЗ или СПИД, колебаний ФМСматериала, из которого изготавливаются или собираются изделия, температурных деформаций, неточностей настройки оборудования и др.

Плазово – шаблонный метод увязки форм и размеров изделий

Сущность плазово - шаблонного (ПШМ) метода состоит в использовании единой системы жестких носителей форм и размеров взаимносопрягаемых элементов конструкции для изготовления и геометрической увязки их между собой. В основе этой единой системы лежит теоретический плаз агрегата самолета (вертолета).

По теоретическому плазу изготавливаются основные шаблоны, которые несут в себе необходимую информацию для изготовления производственных шаблонов, а по ним создаются приспособления для изготовления деталей и сборки изделий. Производственные шаблоны содержат в себе всю необходимую информацию для изготовления деталей, сборки узлов и агрегатов.

С помощью ПШМ производится увязка контуров плоских сечений каждого агрегата и межагрегатных стыков, деталей, лежащих в плоскости одного сечения, а также деталей бортовых систем самолета.

Увязка технологической оснастки, необходимой для изготовления деталей, входящих в размерные сечения агрегата, решается созданием комплекта взаимосвязанных шаблонов на агрегат:

1)Узловой комплект шаблонов. Позволяет изготовить и увязать между собой сборочные приспособления для узлов, входящих в агрегат;

2) Детальный комплект. Входят шаблоны, необходимые для изготовления отдельной детали.

Взаимозаменяемость по межагрегатным стыкам обеспечивается калибрами разъема. Калибры воспроизводящие форму, размеры стыка и крепежных элементов в нем изготавливаются по шаблонам, снятым с плаза, и чертежу стыка. Отдельно изготавливается калибр стыка центроплана и отдельно - ОЧК. Затем производится отстыковка калибров разъема - подгонка обоих калибров до совпадения обводов и стыковочных элементов.

При этом ПШМ обладает и существенными недостатками:

1. Высокая трудоемкость и недостаточная точность изготовления сборочных приспособлений и объемной оснастки;

2. Длительный цикл изготовления сборочной и заготовительной оснастки вследствие необходимости изготовления плазов и шаблонов, по которым будет изготавливаться эта оснастка.

Теоретический плаз – чертеж агрегата, выполненный в натуральную величину, и на котором показываются теоретические контуры, отдельные сечения и конструктивные базы агрегата.

Основные шаблоны:

1) Шаблон контрольно-контурный (ШКК);

2) Отпечаток контрольный (ОК);

3) Конструктивный плаз (КП).

ШКК изготавливается на плоские узлы типа нервюр, шпангоутов, лонжеронов. Контур ШКК точно воспроизводит теоретические обводы узла, а на одной из его плоскостей вычерчиваются контуры сечений деталей, лежащих в плоскости узла окрашиваются в красный цвет и хранятся в плазовом цехе.

ШКК предназначен для:

- конструктивной и геометрической увязки деталей, расположенных в плоскости данного узла;

- изготовления и увязки шаблонов, необходимых для изготовления приспособлений;

- изготовления и увязки узлового комплекта шаблонов, необходимого для изготовления деталей, составляющих данный узел.

КП полностью повторяет ШКК, только КП вычерчен целиком на прозрачном пластике- винипрозе. Как и ШКК, КП предназначен для конструктивной и геометрической увязки деталей, входящих в узел, воспроизведения контуров и контроля шаблонов. Применение КП предупреждает преждевременный износ и порчу ШКК и теоретического плаза при изготовлении шаблонов и их контроле.

ОК применяется для изготовления, увязки и контроля узлового и детального комплекта шаблонов. ОК представляет копию КП и изготавливается из листовой стали методом фотокопирования.

Производственные шаблоны предназначены для изготовления приспособлений, оснастки и деталей. Изготавливаются по ШКК, КП и ОК. Окрашиваются в черный цвет и находятся в цехах. Номенклатура детального комплекта шаблонов определяется её конструкцией.

Номенклатура основных производственных шаблонов:

1) Шаблон контура (ШК). Предназначен для изготовления и увязки шаблонов ШКК, ШРД, ШОК, ШВК и других приспособлений для контроля деталей;

2) Шаблон развертки детали (ШРД). Предназначен для изготовления шаблонов ШФ и ШГР, вырубных и вырезных штампов;

3) Шаблон внутреннего контура (ШВК). Предназначен для изготовления форм-блоков, пуансонов и оправок для формовки, гибки и выколотки;

4) Шаблон обрезки и кондуктор для сверления (ШОК). Предназначен для обрезки, сверления и контроля формы сложных листовых и профильных деталей;

5) Шаблон контура сечения (ШКС). Предназначен для изготовления элементов и монтажа сборочных приспособлений;

6) Шаблон монтажно-фиксирующийся (ШМФ). Предназначен для изготовления элементов и монтажа сборочных приспособлений.