Разработка технологии монтажа сборочного приспособления кессона крыла

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1.1 Описание конструкции и требования предъявляемые к деталям

1.2 Технологические базы используемые при сборке

1.3 Выбор метода взаимозаменяемости

1.4 Схема сборки кессона крыла

2.1 Требования к СП кессона крыла

2.2 Описание конструкции сборочного приспособления

3.1 Анализ метода монтажа

3.1.1 Плазово-шаблонный метод увязки

3.1.2 Эталонно-шаблонный метод увязки

3.1.3 Метод бесплазовой увязки

3.2 Монтаж сборочных приспособлений

3.2.1 Монтаж сборочных приспособлений при помощи разметки

3.2.2 Монтаж сборочного приспособления по плоским шаблонам

3.2.3 Монтаж сборочных приспособлений по монтажным эталонам

3.2.4 Монтаж стапелей при помощи координатных стендов

3.2.5 Монтаж и контроль стапелей с помощью оптических приборов

3.2.6 Монтаж и контроль стапелей с помощью лазерных приборов

3.2.7 Монтаж стапельной оснастки с использованием ЛЦИС

4.1 Подготовка рубильников в плаз-кондукторе.

4.2 Подготовка балок в инструментальном стенде

Заключение

Список использованных источников



Введение

кессон крыло сборка приспособление

Погрешности изделий, собираемых в сборочных приспособлениях, зависят от точности изготовления отельных элементов стапелей и от точности их установки, т.е. от технологии изготовления монтажа.

Главная трудность при постройке стапелей состоит в необходимости с высокой точностью определять в пространстве координаты многочисленных фиксаторов и других установочных устройств, которые отстоят один от другого иногда на нескольких метров и более. Применяемая в машиностроении система предельных и нормальных калибров может быть использована для сравнительно небольших размеров, но для размеров 20…30 метров устройство калибров и ведение измерений больших расстояний становится затруднительным. Поэтому в самолетостроении пользуются специфическими способами монтажа в зависимости от габаритных размеров сборочных приспособлений, сложности форм собираемых изделий и требуемой точности. При выполнении работ по изготовлению сборочной оснастки широко применяется принцип компенсации погрешностей изготовления и монтажа с помощью специальных быстротвердещюих цементов с малой усадкой - карбонального и гипсоцемента. Они применяются при заливке различных втулок и вилок, в качестве прокладок под площадки кронштейнов, балок, плит и т.п., при выполнении рабочих поверхностей обводообразующих базовых элементов.

Процесс постройки сборочных приспособлений можно разделить на два основных этапа:

1) изготовление деталей, сборка мелких узлов и изготовление рам и каркасов;

2) монтаж, т.е. сборка всех узлов на каркасе в единое целое приспособление.

Как и всякий сборочный процесс, монтаж стапелей по существу слагается из двух моментов, а именно: установки в правильное положение и закрепления устанавливаемого узла стапеля. Установка фиксаторов в правильное положение с высокой точностью является весьма ответственным и сложным делом, длительным и требующим высокой квалификации исполнителей. Для определения в пространстве координат фиксатора необходимо предварительно установить по чертежу стапеля его измерительные базы, от которых производится отсчет координат фиксаторов и по которым должны быть реализованы установочные базы агрегата.

В настоящее время в качестве первоисточников информации используют как жесткие носители - плазы, шаблоны, частичные и полные эталоны, так и чертежи, и электронные макеты изделия. Оборудование с ЧПУ, координатные стенды, оптические средства применяют как средства увязки.

Пользуясь общепринятым разделением измерений, способы монтажа сборочных приспособлений можно принципиально разбить на следующие:

1) монтаж по разметке на разметочных монтажных плитах;

2) монтаж с помощью пространственной разметки;

3) монтаж по плоским шаблонам, снятым с плазов;

4) монтаж по монтажным эталонам агрегатов;

5) монтаж с помощью координатных стендов;

6) монтаж с помощью оптических приборов, координатных линеек и штанг;

7) монтаж с помощью лазерных излучателей.

Однако соединение отдельных элементов сборочного приспособлений в единую конструкцию является основным, но не единственным процессом, влияющим на точность будущего стапеля. Не последнюю роль в накоплении погрешностей играют процессы увязки и изготовления элементов сборочных приспособлений.



1.1 Описание конструкции и требования предъявляемые к деталям

На этапе проектирования проводится членение планера самолета на сборочные единицы, то есть на такие конструкции, которые в технологическом отношении представляют законченные изделия, готовые к стыковочным работам.

Членение планера самолета на отдельные детали, панели, узлы, отсеки, секции и агрегаты необходимо из-за введения конструктивных и эксплуатационных разъемов, стыков, обеспечивающих удобство транспортировки и обслуживания изделий, быструю замену мало ресурсных частей самолета. Кроме того, членение планера самолета на сборочные единицы позволяет широко применять разделение труда и выполнять сборочные работы параллельно на большом количестве рабочих мест, то есть расширить фронт работ и использовать средства механизации и автоматизации.

Схема членения - это иерархическая структура, отображающая детали сборочного узла (или агрегата) и их количество.

Степень членения самолета и его агрегатов на детали и сборочные единицы зависит от особенности конструкции самолета в целом (наличие монолитных панелей и узлов), габаритных размеров агрегатов и отсеков, материалов для изготовления входящих в конструкцию детали, способов соединения деталей, программы выпуска.

На основе схемы членения самолета и разработанной последовательности сборочных операций составляются схемы сборки самолета.

Для кессона крыла составим схему членения (рисунок 1.1).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.1 Схема членения кессона крыла

Кессон крыла - это внутренняя часть, образующаяся пересечением элементов продольного и поперечного набора - нервюрами и лонжеронами. Основной объем крыла занимают топливные баки. Являясь силовой конструкцией самолета, кессон испытывает максимальные нагрузки при эксплуатации.



1.2 Технологические базы используемые при сборке

При агрегатной сборке основными способами базирования являются:

базирование по внешней поверхности обшивки (ВПО);

по поверхности каркаса;

по сборочным отверстиям (СО) стапеля.

Все способы базирования относятся к косвенному методу базирования кроме метода базирования по внешней поверхности обшивки.

Точность получения обводов функционального контура при прямом методе базирования намного выше, чем при косвенном методе.

При базировании по ВПО обшивка непосредственно прилегает к ложементу рубильника и копирует теоретический контур обвода внешнего контура агрегата. При этом погрешность сборки определяется в основном точностью изготовления и точностью установки рубильника в стапеле. При базировании по ВПО точность сборки составляет порядка д = 0,4 мм.

При базировании по поверхности каркаса сборку ведут в начале в одном приспособлении, где собирают только каркас. При этом элементы каркаса (внешние поверхности поясов лонжерона, полок нервюр, полок стрингеров) прижимают к ложементам "каркасного" рубильника, то есть поверхность каркаса копирует теоретический контур каркаса. Затем каркас вынимается из сборочного приспособления и передается в другой стапель, где на каркас устанавливается обшивка и прижимается нормальными (обычными, копирующими внешний обвод контура обшивки) рубильниками. Причем базирование обшивки идет по поверхности каркаса, а не по ложементу нормального рубильника, то есть погрешности обшивки не компенсируются и влияют на точность сборки. При базировании по ПК точность сборки составляет порядка д = 2,5 мм.

При изготовлении кессона крыла применяется способ базирования по внешней поверхности обшивки, так как требуется изготовить узел с контурами, выходящими на внешний обвод планера. Детали на сборку поступают обработанными в окончательные размеры. Требуемая точность по обводу . Данный метод обеспечивает достаточно высокую точность сборки и очень удобен в серийном производстве.

1.3 Выбор метода взаимозаменяемости

В самолетостроении для обеспечения взаимозаменяемости сборочных контуров применяют связанные (зависимые), несвязанные и независимые методы.

Кроме того, при производстве самолетов и вертолетов используется контрольная (эталонная) и технологическая оснастки.

Связанный или зависимый метод взаимозаменяемости сборочных единиц основывается на использовании контрольной (или эталонной) и технологической оснастки. При этом контрольная и технологическая оснастка для различных агрегатов согласовывается (или увязывается) между собой для компенсации погрешностей размеров сборочных контуров (но не отдельных деталей).

Такой метод используют для сборки деталей, обладающих малой жесткостью, то есть для сборки самолетных контуров.

Несвязанный метод основан на переносе размеров с чертежей на заготовки и детали с помощью универсальных средств измерения. Размеры и формы различных агрегатов в технологической оснастке не согласуются.

При независимом методе обеспечения взаимозаменяемости узлов и агрегатов применяются ЭВМ и станки с числовым программным обеспечением. Для этого метода необходимо иметь большой вычислительный центр, который бы перерабатывал заданную информацию с чертежей в математические зависимости, по которым далее можно составлять программы для станков с числовым программным обеспечением.

В рамках данного курсового проекта рассмотрим связанный метод обеспечения взаимозаменяемости, как метод, распространенный на авиационных предприятиях и по сей день, а потому, и сохраняющий свое значение.

Рассмотрим этот метод на основе плазово-шаблонного метода. Сущность ПТ ТТМ состоит в том, что все размеры, снятые с чертежа изделия, переносятся на жесткие носители - плазы и шаблоны. То есть вместо чертежей отдельных деталей, узлов, отсеков, секций и агрегатов мы работаем с плазами и шаблонами. Это позволяет при относительно малой жесткости деталей получить довольно точные размеры сборочных контуров, не уделяя внимание невысокой точности изготовления деталей.

При эталонно-шаблонном методе обеспечения взаимозаменяемости сборочных единиц планера самолета жесткими основными носителями форм и размеров являются эталоны, монтажные эталоны, эталоны поверхности и контрэталоны (которые должны контролировать положение, размеры и форму эталонов). Следует отметить, что вся контрольно-эталонная оснастка должна быть изготовлена с точностью, более высокой, чем точность технологической оснастки.

Рассмотрим плазово-шаблонный метод, как один из самых распространенных методов обеспечения взаимозаменяемости в авиационной промышленности.

1.4 Схема сборки кессона крыла

Схема сборки узла или агрегата является основанием для разработки технологического процесса сборки и определяет порядок поступления деталей или узлов в сборочное приспособление, их фиксацию в сборочном приспособлении.

В самолетостроении рассматриваются следующие схемы 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 сборка относится к сборке конструкции, расчлененной на панели и узлы (применяют при сборке агрегатов, редко для сборки сложных узлов). Панели, узлы, подсборки предварительно собирают в нескольких различных несложных сборочных приспособлениях еще на этапе узловой сборки, при этом нет стесненных условий труда сборщиков, привлекается большее количество сборщиков, что ведет к уменьшению общего цикла сборки агрегата.

Эта схема сборки наиболее широко применяется в самолетостроении, так как имеет меньший цикл сборки агрегата, используется большее количество недорогой оснастки. При сборке кессона крыла целесообразнее применять последовательно-параллельную схему сборки, которая приведена на рисунке 1.4.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.4 Схема сборки кессона крыла



2.1 Требования к СП кессона крыла

К сборочным приспособлениям, в зависимости от их назначения, предъявляется ряд специфических требований, определяемых особенностями собираемых изделий, что указывается в технологический условиях (ТУ) или в технологических заданиях (ТЗ) на проектирование (по точности, методам базирования, степени нормализации и т.п.).

Основные требования к сборочному приспособлению кессона крыла:

- обеспечить сохранение точности базовых размеров;

- иметь свободные подходы для установки деталей и выполнения соединений;

- возможность и простота контроля размеров, форм, точности сборки;

- исключить примеры, подгонку и разметку при установке деталей;

- монтаж СП производить согласно принятым размерам по чертежу;

- контроль при монтаже деталей в СП осуществлять при помощи нивелира и теодолита с точностью, указанной в технологическом процессе монтажа;

- иметь средства механизации для подъема, опускания и закрепления в рабочем положении элементов;

- отвечать требования по технике безопасности при работе в приспособлении.

К сборочному приспособлению на основании ранее разработанной компоновки составляются технические условия. В этих условиях указываются:

1 Съем собранного агрегата.

Съем собранного агрегата производится в следующем порядке (рис. 2.1):

- открывают рубильники;

- отводят прижимную плиту;

- снимают технологические болты;

- отводят фиксаторы (ФП);

- снимают кессон с приспособления.

Рисунок 2.1 Эскиз кессона крыла

2 Требуемая точность сборки: по обводам базовым, сопрягаемым и другим элементам, которую необходимо обеспечить в проектируемом приспособлении.

Требуемая точность изделия по контуру свода на сторону.

Обеспечить отклонение базовых обводов рубильников от теоретического контура не более чем .

3 Положение собираемого агрегата в приспособлении.

Кессон крыла располагать в сборочном приспособлении горизонтально. Ось кессона - параллельно полу.

4 Средства увязки и контроля, применяемые при изготовлении и монтаже сборочного приспособления.

- Рабочий контур рубильника поступает готовым на плаз - кондуктор, где производится заделка втулок в законцовки рубильника.

- Монтаж вилок рубильников, фиксаторов на балке производится с использованием инструментального стенда.

- Установку и контроль балок, базовой плиты проводят с использованием оптических приборов.

- Ложемент устанавливается при помощи шаблона и калибра.

- Установку балок проводить с использованием фиксаторов.

5 Условия поставки деталей в сборочное приспособление.

Детали, поставляемые в цех сборки, должны по своим размерам выполнять в пределах технических условий:

- Точность сборки 0,6 … 0,8 мм.

- Толщина деталей не должна отклонятся от допустимой 0,6 …-0,1 мм.

- Требуемая точность по обводу ±0,4 … 0,6 мм.

- Для получения заданного взаимного расположения деталей используется СП с фиксаторами.

- Клепку и установку крепежных деталей вести согласно ТУ.

Талица 2.1

Условия поставки деталей на сборку

6 Необходимая механизация подвижных элементов приспособления.

Обеспечить перемещение подвижных элементов приспособления от крайнего положения (нулевого) с вылетом 300 мм без заклинивания.

2.2 Описание конструкции сборочного приспособления

Проектирование сборочного приспособления является завершающим этапом при разработке технологического процесса сборки. Проектируют сборочное приспособление в два приема.

Вначале разрабатывают эскизные проект приспособления, а за тем на основании эскизного проекта разрабатывают рабочие чертежи сборочного приспособления.

Эскизный проект сборочного приспособления представляет собой чертеж общего вида в двух - трех проекция. Такой чертеж выполнен схематично, но дает вполне определенное представление о форме приспособления, элементах каркаса, базовых элементах, средствах фиксации собираемых деталей (сборочных единиц) и иллюстрирует расположение в приспособлении собираемого изделия. Кроме общего вида приспособления приводят различного вида сечения, показывающие отдельные элементы приспособления, методы базирования деталей и средства фиксации деталей собираемого изделия в сборочном положении.

Каркас сборочного приспособления представляет собой жесткую систему, связывающую все элементы сборочного приспособления в единое целое. Элементы каркаса не сопрягаются с собираемыми деталями изделия, что обеспечивает независимость конструкции каркаса от изделия. От жесткости каркаса зависит жесткость и точность расположения всех элементов сборочного приспособления.

Основание каркаса состоит из:

- Трёх колонн, которые являются основными вертикальными несущими элементами сборочного приспособления, работают на сжатие.

Размеры рабочих поверхностей и диаметры отверстий под крепежные болты согласованны с соответствующими размерами колонн в эскизном проекте (рисунок 2.2). Поставляются к месту сборки стапеля, обработанные в окончательные размеры. Колонны закреплены в прямоугольной плите, являющейся опорой для колонн (рисунок 2.3). Размеры рабочих поверхностей L, В, расстояния между центрами отверстий b и диаметры отверстий под крепежные болты согласованны с соответствующими размерами колонн.

Рисунок 2.2 Колонный каркаса Рисунок 2.3 - Плита прямоугольная

- Верхней и нижней балок, служащих, прежде всего, для размещения и крепления посредством установочных элементов базовых элементов сборочного приспособления. Балки сварены между собой из швеллеров, стандартизованных по размерам, изготовлены в соответствии с отраслевым стандартом (рисунок 2.4).

Рисунок 2.4 Балки швеллерные

Для соединения между собой колонн и балок используют стандартизированные кронштейны угловые.

Стыковые плиты смонтированы на колонных. На балках установлены базовые плиты балок. На базовых плитах балок закреплены стаканы, в которых фиксируют рубильники, с помощью вилок (рисунок 2.5).

Рисунок 2.5 Стакан с вилками

Рубильники являются основными базирующими элементами сборочного приспособления. Рубильники открываются и закрываются при помощи гидроподъемника.

Верхняя и нижняя балки нормализованы и на них смонтированы: Опорные подвижные кронштейны. Кронштейны устанавливают по дистанции на расстоянии 1=300..500 мм. Установка кронштейнов по высоте осуществляется винтовым механизмом, а в рабочем положении они фиксируются штыревыми фиксаторами;

Дистанционные копир-линейки с установленными на них сверлильно- зенковальными устройствами. Управляют головками от пульта.



3.1 Анализ метода монтажа

Технология изготовления и монтажа закладывается еще на этапе выбора метода и разработки схемы увязки информационной и технологической, в том числе и сборочной оснастки. Метод увязки определяется двумя составляющими - первоисточником информации и средством ее увязки.

В настоящее время в качестве первоисточников информации используют как жесткие носители - плазы, шаблоны, частичные и полные эталоны, так и чертежи, и электронные макеты изделия. Оборудование с ЧПУ, координатные стенды, оптические средства применяют как средства увязки.

Существующие способы монтажа сборочных приспособлений отличаются один от другого применением различного инструмента и характером реализации измерительных баз стапеля и установочных баз агрегата. Пользуясь общепринятым разделением измерений, способы монтажа сборочных приспособлений можно принципиально разбить на следующие:

1. монтаж по разметке на разметочных монтажных плитах;

2. монтаж с помощью пространственной разметки;

3. монтаж по плоским шаблонам, снятым с плазов;

4. монтаж по монтажным эталонам агрегатов;

5. монтаж с помощью координатных стендов (инструментального стенда и плаз-кондуктора);

6. монтаж с помощью оптических приборов, координатных линеек и штанг;

7. монтаж с помощью лазерных излучателей.



3.1.1 Плазово-шаблонный метод увязки

В основе ГПТТМ лежит соответствие форм и размеров сопрягаемых элементов конструкции планера самолета. Для всех сопрягаемых элементов создается единый эталон внешних форм и размеров изделия (узла, агрегата, планера в целом) в виде теоретического плаза, представляющего собой чертеж изделия в натуральном масштабе со всеми проекциями и сечениями, позволяющими воспроизвести объемные формы.

При изготовлении технологической и контрольной оснастки используются жесткие носители форм и размеров изделия - плоские металлические шаблоны, скопированные по отдельным сечениям с плаза. Так как размеры на чертежах изделия даются ориентировочные, то вся увязка размеров сопрягаемых элементов производства делается только по плазам и шаблонам. Иными словами, операции построения поверхностей включаются в число общих этапов процесса воспроизведения размеров элементов конструкции, при этом устраняется влияние погрешностей малоточных операций на точность взаимной увязки воспроизводимых размеров. В результате обеспечивается высокая точность взаимной увязки спрягаемых элементов конструкции, несмотря на сравнительно невысокую точность их размеров. Таким образом, ПТ ИМ позволяет получить взаимозаменяемые агрегаты и детали самолетов.

Для сборочной оснастки по плазу изготовляются специальные «шаблоны приспособлений» (ШП), ранее называемые «шаблоны монтажно- фиксирующие» (ШМФ). В соответствии с чертежами приспособлений и увязкой баз агрегата с базами стапеля на плаз-кондукторе с помощью ШП монтируются втулки в рубильниках стапеля.

3.1.2 Эталонно-шаблонный метод увязки

Принципиально увязка приспособлений по эталонно-шаблонному методу производится в следующей последовательности. В первую очередь изготавливается эталон поверхности агрегата на основе шаблонов контура, снятых с плаза совмещенных сечений и расставленных на соответствующих дистанциях. Он является жестким пространственным носителем размеров и формы агрегата.

Типичная конструкция эталона поверхности представляет собой жесткий сварной или литой каркас, на который прикрепляются облицовочные листы обшивки из древесины или других легко обрабатываемых материалов. Часто вместо листов пространство между шаблонами заполняется полностью или частично древесиной или слоистыми пластиками. Далее наружная поверхность тщательно обрабатывается вручную по шаблонам и контршаблонам, снятым с плаза совмещенных сечений, и по линейкам для проверки прямолинейности элементов поверхности по процентным линиям стрингеров.

После окончания обработки поверхности или после отделки ее на поверхности эталона наносятся линии строительной горизонтали и вертикали, линии стыка листов обшивки, вырезов под лючки, оси стрингеров, нервюр и другая информация. Кроме этого, в заданных местах по чертежу, в местах расположения шпангоутов или нервюр, монтируются втулки для отверстий, по которым устанавливаются рубильники-ложементы. Для установки эталона поверхности в контрэталон на каркасе его крепятся реперные опоры по шаблону-репероносителю.

В дальнейшем весь монтаж небольших приспособлений для сборки узлов производится, по эталонам узлов, изготовленным по контрэталону, или по составным частям сборного монтажного эталона. Монтаж и контроль стапелей для сборки агрегата производится по монтажному эталону агрегата. В монтажном эталоне, кроме обводов, увязаны места расположения и конструкция стыковочных узлов по отношению к строительным базам и обводам агрегата по эталону поверхности. Таким образом, агрегаты, собираемые в стапелях, смонтированных по монтажному эталону, будут взаимозаменяемыми, поскольку в основе лежит единый источник - эталон поверхности.

3.1.3 Метод бесплазовой увязки

Основным направлением в области совершенствования ТПП является создание автоматизированных систем ТПП на базе развития аппарата математического моделирования объектов и процессов производства с использованием современных средств вычислительной техники и оборудования с ЧПУ. Для самолетостроения это означает переход от связанного (зависимого) изготовления деталей к независимому, воспроизводящему объекты с заданной степенью точности, достаточной для обеспечения взаимозаменяемости. Вместе с тем при переходе на независимый метод изготовления деталей возникает ряд проблем, от решения которых зависит успешное решение вопросов автоматизации ТПП, например, создание широко развитого гибкого аппарата математического моделирования поверхностей самолетов, который позволял бы производить все необходимые расчеты как на этапе проектирования, так и при технологической проработке изделий; разработка математического обеспечения и программ для проектирования и воспроизведения объектов практически любой сложности; разработка высокоавтоматизированных систем для создания соответствующих программ.

Увязка размеров при МБУ осуществляется с помощью математической модели аэродинамической поверхности, полученной расчетным путем. Образование взаимосвязанных рабочих контуров технологической оснастки обеспечивается точным изготовлением ее на станках с ЧПУ. При использовании МБУ точность увязки сопрягаемых элементов конструкции находится в прямой зависимости от точности их изготовления. При переходе на МБУ изготовление производственной оснастки может осуществляться непосредственно на станках с ЧПУ, что резко сокращает номенклатуру увязочной оснастки. По назначению увязочная оснастка при использовании МБУ подразделяется на первоисточники информации об обводах агрегата, контрольно-эталонную оснастку, средства для увязки и изготовления производственной оснастки и монтажную оснастку. Таким образом, МБУ базируется на использовании принципов независимого изготовления деталей, математического моделирования поверхностей, а также построения управляющей информации, не зависящих от применения методов проектирования обводов изделий.

3.2 Монтаж сборочных приспособлений

3.2.1 Монтаж сборочных приспособлений при помощи разметки

Способ монтажа на плитах с помощью универсального мерительного инструмента применим к приспособлениям для сборки условно-плоских узлов самолета и небольших приспособлений для сборки агрегатов, имеющих незначительные размеры в высоту.

Горизонтальной измерительной базой в этом случае служит плоскость монтажной плиты. В простейшем случае монтажная плита представляет собой обычную слесарно-разметочную плиту, установленную по уровню. В более сложных случаях применяются составные плиты из нескольких одиночных, общей длиной 10... 15 м, установленные на домкратных тумбах и выверенные нивелиром или уровнем таким образом, что все плиты образуют единую горизонтальную плоскость. Часто вдоль длинных сторон плиты устанавливаются линейки с отверстиями 018Н6 мм шагом (50±0,01) мм, что значительно упрощает ведение измерений в плоскости плиты. В качестве вертикальной измерительной базы используют угловые плиты, угольники. Для разметки используется обычный слесарно-разметочный инструмент (угольники, измерительные линейки, угловые плиты и т.д.).

При монтаже стапелей больших размеров с помощью пространственной разметки реализация вертикальных базовых плоскостей производится с помощью натянутых стальных струн диаметром 0,3...0,6 мм и спущенных с них отвесов. Для протягивания струн на каркасе стапеля устанавливается на болтах или сварке временная вспомогательная рама надстройка из легких стальных уголков. Струны натягиваются грузами и располагаются над основными базовыми линиями собираемого агрегата.

Горизонтальная базовая плоскость создается нивелиром и часто вместо плоскости вращения оптической оси нивелира за горизонтальную базу принимается плоский шаблон с нанесенными на нем рисками осей агрегата или узла, выверенный по горизонтали нивелиром или уровнем. Созданная таким образом сетка базовых линий и плоскостей является весьма несовершенной и неточной. Большие плоские шаблоны могут прогибаться между опорами от собственного веса, что приводит к искажению размеров. Гибкие струны и нити отвесов колеблются, точность снятия размеров от отвесов мерительными линейками из-за колебаний и влияния толщины нитей снижается.

3.2.2 Монтаж сборочного приспособления по плоским шаблонам

Шаблоном называется специальное плоское приспособление - инструмент, являющееся жестким носителем формы и размеров детали, узла или агрегата. Основными характеристиками шаблона являются контур, оси, информация, необходимая для использования шаблона в производстве, а также технологические отверстия.

По плоским шаблонам монтируются, обычно, простейшие сборочные приспособления небольших размеров, например, сборочные плазы, поворотные и стационарные приспособления для сборки нервюр, рам фюзеляжей и т. п. с криволинейными контурами. В этом случае чаще всего конструируется специальный шаблон приспособления или шаблон монтажно-фиксирующий, на котором наносятся контуры собираемого узла, базовые оси, делаются базовые отверстия (БО) и, при необходимости, специальные вырезы в местах установки фиксаторов. Кроме этого, наносятся оси стрингеров и необходимая информация о значении малок и т.д. При симметрии контура обвода и расположения фиксаторов строится шаблон половины сечения, при несимметричном расположении - шаблон полного сечения.

Основное назначение шаблонов при этом способе монтажа - дать определение точного положения главным образом ориентирующей (направляющей) поверхности фиксаторов по криволинейному контуру без измерений координат.

Ввиду недостаточной жесткости шаблона, выверка его основной установочной плоскости производится «под линейку» с помощью вспомогательных прокладок.

3.2.3 Монтаж сборочных приспособлений по монтажным эталонам

По пространственным жестким носителям размеров и форм монтируются всевозможные большие и малые приспособления. Основная идея этих способов монтажа заключается в том, что ложементы, фиксаторы и другие установочные устройства монтируются на стапеле без измерений их координат, непосредственно по эталонным узлам жесткого носителя размеров. Принципиально это дает резкое повышение точности монтажа стапелей. Пространственные жесткие носители размеров и форм очень разнообразны по своей конструкции и назначению. Простейшим из них является эталонный самолетный узел, отработанный и увязанный с другими узлами в процессе производства первых самолетов. Эталонирование размеров и форм больших агрегатов связано со значительными трудностями, поэтому во многих случаях строят неполные, частичные эталоны, например, эталоны стыков агрегатов, называемые макетами стыков. Наиболее сложными по конструкции являются полные эталоны размеров и форм, в которых эталонируются как поверхности, так и стыковые узлы агрегата. Для целей монтажа стапелей не всегда необходимо иметь в эталоне полную поверхность, поэтому подвергаются эталонированию только небольшие участки поверхностей, к которым должны прилегать рубильники, ложементы. Эталонирование стыковочных узлов агрегата производится в обязательном порядке.

К макетам стыка и монтажным эталонам предъявляются требования точности и жесткости. Для создания жесткости в их конструкции предусматривается обычно стальной сварной каркас, представляющий собой многократно статически неопределимую ферму. К жесткому каркасу присоединяются болтами эталонные узлы и лекала (эталоны участков поверхностей) с использованием компенсирующих прокладок или цемента. Часто встречаются эталоны, литые из вторичного алюминиевого сплава, например, эталоны крыла, люков фюзеляжа и т. д. Точность достигается тщательной обработкой узлов и их монтажом на каркасе. Литые эталоны обрабатываются фрезерованием на станках с последующей тщательной доводкой вручную. Очень часто конструктивно монтажный эталон всего агрегата расчленяется на монтажные эталоны секций, панелей и отдельных узлов, изготовление которых ведется раздельно при тщательной увязке их между собой и с общим эталоном поверхности. В результате создается так называемый «сборный монтажный эталон», с помощью которого монтируются стапели для сборки всего агрегата, его секций, панелей и т. д.

3.2.4 Монтаж стапелей при помощи координатных стендов

С появлением координатных стендов (плаз-кондукторов, инструментальных и монтажных стендов) появилась реальная возможность отказа от монтажных эталонов как носителей информации о пространственном расположении отдельных базируемых сечений и узлов. В основу монтажа стапелей по этому способу положен следующий принцип. При увязке агрегата на плазах или электронных моделях мы получаем сечения всех наружных обводов агрегата, перпендикулярных его строительной горизонтали и вертикали. Пользуясь другими проекциями, можно определить дистанции, на которых находятся поперечные сечения. Если смонтировать ложементы (рубильники) деталей, образующих обводы каждого отдельного сечения, а также фиксаторы плоских стыков на плоской монтажной плите и затем эти ложементы установить на балках стапеля на соответствующих дистанциях, то в пространстве создастся система ложементов и фиксаторов, воспроизводящих криволинейные обводы агрегата и плоские стыки.

Плаз-кондуктор - плоский координатный стенд - представляет собой выверенную горизонтальную плиту, состоящую из нескольких отдельных плит. Ширина общей плиты 1,5... 2,5 м, длина 8... 12 м. В плитах имеются Т- образные продольные пазы для крепления рубильников и другими болтами. По продольным краям плиты положены стальные кондукторные линейки с пронумерованными отверстиями 018Н6 и шагом (50±0,01) мм соответственно шагу плазовой сетки. Линейки с отверстиями установлены параллельно так, что прямая, соединяющая центры отверстий одного номера на противоположных линейках, лежит под углом 90° к прямой линии, соединяющей центры всех отверстий на продольных линейках. Поперечные стальные линейки, имеющие такие же отверстия с тем же шагом (50±0,01) мм, накладываются на продольные и закрепляются установочными штырями-фиксаторами на любых отверстиях одного номера. В результате на плоскости плаз-кондуктора реализуется прямоугольная координатная сетка с шагом 50 мм, образуемая центрами отверстий линеек. В такой системе можно определять размеры на плоскости, кратные 50 мм, в пределах габаритных размеров плаз-кондуктора, не производя измерений линейками или рулетками.

Инструментальный стенд - пространственный координатный стенд, предназначенный для точной установки в пространстве различных фиксаторов приспособлений и, в первую очередь, вилок для рубильников. Нахождение координат центров фиксаторов или вилок в пространстве достигается системой трех координатных линеек, параллельных трем осям пространственной прямоугольной системы координат.

Основной частью инструментального стенда является станина с движущимся столом по типу больших продольно-строгальных станков с Т-образными пазами для крепления балок. На одной стороне стола по продольному краю размещена координатная линейка. По середине станины с обеих сторон стола на специальных жестких стойках закреплены неподвижные вертикальные координатные линейки, а на них перемещаются две или три поперечные. Все они имеют координатные отверстия диаметром 12 мм с шагом (200±0,01) мм. Стол стенда перемещается по станине со скоростью 2...3 м/мин при помощи ходового винта, вращающегося от электромотора.

Таким образом, вертикальная плоскость, в которой расположены вертикальные и поперечные линейки, остается неподвижной, а горизонтальная перемещается, в результате этого имеется возможность находить координаты точек с шагом 200 мм внутри параллелепипеда, длина которого равна длине рабочей части линеек на столе, ширина - расстоянию между вертикальными линейками, высота - наибольшей возможной высоте подъема поперечных линеек, считая от плоскости стола.

Такой монтаж требует тщательной выверки осей балки при ее второй установке и может привести к значительным погрешностям установки фиксаторов. Рекомендуется вместо длинных цельных использовать состыкованные балки, место стыка которых определяется вилками и фиксирующими болтами, смонтированными по заданному размеру.

Постоянный дистанционный калибр представляет собой плоскую шлифовальную пластину из закаленной стали, в которой в одном ряду расточены два отверстия 012 мм с расстоянием между центрами (200±0,01) мм, а в другом ряду, на расстоянии (50±0,01) мм от первого, несколько отверстий 012 мм на заданных размерах в интервале 200 мм.

Имея набор таких калибров, можно установить центр отверстия второго ряда в любой точке. В обоих калибрах отверстия с переменным положением относительно двух постоянных с шагом 200 мм служат для того, чтобы по ним с помощью установочных штырей-фиксаторов определить положение линеек и промежуточного фитинга для монтируемого фиксатора или вилки рубильника.



3.2.5 Монтаж и контроль стапелей с помощью оптических приборов

Развитие самолетостроения на современном этапе характеризуется все возрастающим применением электронных методов проектирования летательных аппаратов, широким использованием вычислительных систем и устройств для программного управления оборудованием и средствами объективного контроля качества продукции.

Известны многочисленные методы оптических измерений, которые широко используют в сборочных и монтажных работах. В их числе такие, как визирование, коллимационный, автоколлимационный, авторефлексии и совокупный методы. Каждый из этих методов отличается друг от друга применением различных по конструкции оптических приборов или использованием их в определенных сочетаниях, создающих нужную схему для измерений.

Метод визирования. Сущность метода заключается в том, что визирная линия зрительной трубы устанавливается в горизонтальной плоскости, т. е. перпендикулярно к направлению действия силы тяжести. Визирную трубу располагают на одном конце контролируемой поверхности, и в заданных точках посредством отсчетных устройств трубы или марки измеряют смещение центра целевого знака относительно визирной оси трубы.

Методом визирования нивелируют агрегаты, выставляют изделия в полетное положение, контролируют прямолинейность, плоскостность, измеряют соосность отверстий и пр.

Коллимационный метод. Коллимационным методом называется такой оптический контроль, который позволяет точно установить зрительную трубу относительно выбранной точки или объекта. Коллимационный метод осуществляется с помощью оптической системы, в которую входят зрительная труба и коллиматор. Этим методом можно контролировать не только прямолинейность плоскостей, но и соосности валов и отверстий. Принцип этого метода состоит в следующем. Вместо отражательного зеркала, которое применяется при автоколлимационном методе, используют коллиматорную трубу, смонтированную на подставке или установленную соответствующим образом в зависимости от условий измерений. В фокальной плоскости объектива зрительной трубы также помещается сетка, выполненная в форме двойного перекрестия или вертикальной и горизонтальной шкал.

Автоколлимационный метод. Автоколлимационным называется такой оптический метод контроля, который позволяет проектировать изображение точки или объекта в плоскость самого объекта. Этот метод контроля осуществляется с помощью оптической системы, в которую входят автоколлиматор и плоское зеркало, передвигаемое по контролируемой поверхности, или специально обработанные зеркальные пластины. Если зеркало перпендикулярно оптической оси объектива, то изображение совпадает с самим перекрестием. При наклоне зеркала на угол ф изображение смещается на величину а = F tg2(j).

В процессе монтажа стапельной оснастки автоколлимационный метод применяют при взаимозависимой установке узлов и плит стапеля. Для этого в каждом конкретном случае необходимо предусматривать специальные приспособления, которые давали бы возможность правильно устанавливать оптические приборы и проводить измерения с наименьшими погрешностями.

Совокупный метод. Сущность совокупного метода оптического контроля заключается в том, что данный метод позволяет применять в последовательном порядке и визирование, и автоколлимацию. Осуществляется это с помощью такой оптической схемы, в которую входит зрительная труба, имеющая автоколлимационное устройство и зеркальный целевой знак. Данная схема позволяет с одной установки зрительной трубы контролировать линейное и угловое смещения объекта. Диск зеркального целевого знака представляет собой круглую стеклянную пластинку, разделенную на две зоны: внутреннюю и наружную. Стеклянную пластину устанавливают в оправу, которую, в свою очередь, монтируют в корпус целевого знака.

Метод авторефлексии. Сущность этого метода состоит в том, что прибор, которым производится измерение, проектирует объект в плоскость самого объекта посредством отражающей поверхности зеркала при помощи специальных приспособлений или марок. Если зрительная труба не имеет автоколлимационного устройства, то автоколлимацию можно заменить авторефлексией. Метод авторефлексии не дает таких точных результатов, как автоколлимационный метод, но вполне приемлем при контроле отдельных сборочных работ.

3.2.6 Монтаж и контроль стапелей с помощью лазерных приборов

Освоение промышленностью малогабаритных надежных конструкций оптических квантовых генераторов (ОКГ) с их уникальными свойствами решило проблему построения высокоточных устройств, систем и приборов различного назначения, свободных от недостатков существующих средств измерения, включая оптические. Не вдаваясь в подробности работы лазеров, следует отметить специфические свойства, предопределившие их широкое применение в лазерно-оптических средствах измерения и контроля.

Собственно визирной линией здесь является энергетическая ось луча, след которой проходит через центр светового пятна в плоскости, перпендикулярной лучу. Центр пятна улавливается на необходимой дистанции с помощью специального высокоточного целевого знака, в который вмонтированы миниатюрные фотоэлементы. Такие целевые знаки в виде вкладных втулок или смонтированные на стойках или оправах заменяют обычные целевые знаки с перекрестием нитей.

Поворот лазерного луча на 90° происходит с помощью пентапризмы в оправе или закрепленной на тубусе дистанционной трубы. Наблюдение ведется только снаружи. В остальном все операции по созданию координатно-оптической системы и установке фиксаторов по ней мало отличаются от тех, когда применяются зрительные трубы.

Основным преимуществом монтажа оснастки с помощью лазерных излучателей является высокая точность (0,01...0,30 мм), что объясняется различными факторами, в том числе прямолинейностью и стабильностью энергетической оси, использованием чувствительных целевых знаков с фотоэлементами, исключением влияния индивидуальных визуальных наблюдений оператора через окуляры труб и другими.

Лазерный трекер (от англ. to track - следить) - высокотехнологичный измерительный прибор, основанный на принципе слежения за специальным уголковым отражателем с помощью лазерного луча. Принцип работы лазерного трекера прост для понимания: он измеряет два угла и расстояние. Трекер посылает лазерный луч к световозвращающему отражателю, который приводится в соприкосновение с интересующим нас объектом. Луч, отраженный от цели, возвращается по тому же пути и принимается трекером в той самой точке, откуда он был испущен. Возвращающие отражатели различаются, но наиболее популярен ретрорефлектор, вмонтированный в сферу. Часть отраженного рефлектором света поступает в измеритель расстояний, который вычисляет расстояние от трекера до рефлектора.

3.2.7 Монтаж стапельной оснастки с использованием ЛЦИС

Для сборки стапелей с помощью лазерной центрирующей измерительной системы (ЛЦИС) разработаны специальные методы, которые обеспечивают жесткое базирование лазерных приборов и их последующее многократное выставление в идентичное положение при монтаже и плановопредупредительном ремонте. При этом сущность монтажа стапелей осталась неизменной - из нескольких забазированных в пространстве лазерных лучей или плоскостей сканирования лучей строят координатную систему, относительно которой выставляют или контролируют расположение узлов. Ось центров протяженной кольцевой структуры лазерного луча принимают за эталон прямолинейности. Выставление узлов на эту ось производят при помощи визуальных целевых знаков (ВЦЗ).

Монтаж специализированного переналаживаемого приспособления для кессона крыла производят по плоским шаблонам.



4.1 Подготовка рубильников в плаз-кондукторе.

Плаз-кондуктор (рисунок 4.1) - плоский координатный стенд, представляющий собой выверенную горизонтальную плиту, состоящую из нескольких отдельных плит, продольных и поперечных линеек.

Работу по заделке втулок в законцовки рубильника производим в ПК. Рабочий контур рубильника поступает готовым, отверстия под заделку втулок цементом просверлены, нанесены риски на линиях БО монтажно - фиксирующего шаблона (ШМФ).

- На плаз-кондуктор кладут поперечные линейки на расстояниях, соответствующих расстояниям между БО шаблона и отверстиями под втулки, и закрепляются штырями на продольных линейках.

- Шаблон ШП кладут на две поперечные линейки и фиксируют по БО в отверстиях линейки штырями-фиксаторами 018 мм.

- Под шаблон подкладывают подкладки, равные толщине линеек, и он крепится болтами к плите плаз-кондуктора.

- Рубильник кладется на поперечные линейки вплотную к шаблону, выверяется по контрольным рискам на линиях БО, прижимается болтами к плите. Ребристая втулка вставляется в отверстие законцовки рубильника, накладывается сверху вторая координатная линейка, также фиксирующаяся с продольными.

- Точное положение центра втулки определяется штырем-фиксатором, проходящим через обе линейки и втулку.

- После выверки и прижатия рубильника и линеек болтами к плаз - кондуктору производится заливка втулки монтажным цементом.

После затвердения цемента рубильник снимаем с плаз - кондуктора и подаем на общий монтаж стапеля.

Рисунок 4.1 Плаз-кондуктор

4.2 Подготовка балок в инструментальном стенде

Инструментальный стенд - пространственный координатный стенд, предназначен для точной установки в пространстве различных фиксаторов, вилок для рубильников (рисунок 4.2).

Рисунок 4.2 Инструментальный стенд

В ИС балки, с установленными на них базовыми плитами, поступают с приваренными стаканами для вилок, выверенными по разметке с широкими допусками, порядка ±2мм. На балке вилки рубильников монтируют и заливают цементом поочередно на каждой дистанции.

- установить и закрепить балку на столе ИС в Т-образных пазах фиксаторами;

- на продольной координатной линейке при помощи калибра настраиваем требуемый размер заданной дистанции;

- совместить ось крайнего стакана с центром необходимого отверстия;

- установить по выбранному отверстию переходной фитинг с зубом и закрепить его фиксатором;

- перемещаем стол в положение, где плоскость зуба совпадает с плоскостью вертикальных линеек, точность достигается специальным индикатором;

- выставить поперечную линейку на вертикальных линейках при помощи калибра, установленного на вертикальной линейке, на необходимой дистанции;

- закрепить положение поперечной линейки на заданной высоте фиксатором, пропущенным в отверстие на ее торце сквозь заданное отверстие в калибре;

- закрепить поперечную линейку болтами на вертикальной линейке;

- на поперечной линейке выставляем промежуточный фитинг при помощи дистанционного калибра в нужном положении;

- закрепляем крепежным болтом;

- к фитингу при помощи установочного штифта устанавливают вилку по заданным координатам, хвостовики которых вставлены в стаканы балки;

- производим заливку хвостовиков в стаканах цементом;

- выдерживаем цемент в течение 7... 10 мин;

- снимаем установочный штифт, снимаем фитинг с вилок и линеек.

Стол стенда передвигается и точно устанавливается на следующей дистанции и повторяется работа по установки фитингов, вилок и заливки цементом.

Кроме того, на нижней балке установлены фиксаторы. Монтаж фиксаторов производят здесь же, в ИС.

- с помощью продольной линейки и универсального калибра настраиваем требуемый размер дистанции, заданный на чертеже;

- закрепляем промежуточный фитинг с зубом, плоскость которого совпадает с выбранным отверстием в калибре;

- выставляем стол в такое положение, где плоскость зуба совпадает с плоскостью вертикальных линеек, точность достигается специальным индикатором;

- выставить поперечную линейку на вертикальных линейках при помощи калибра, установленного на вертикальной линейке, на необходимой дистанции;

- закрепить положение поперечной линейки на заданной высоте фиксатором, пропущенным в отверстие на ее торце сквозь заданное отверстие в калибре;

- закрепить поперечную линейку болтами на вертикальной линейке;

- на поперечной линейке выставляем промежуточный фитинг при помощи дистанционного калибра в нужном положении;

- закрепляем крепежным болтом;

- к фитингу при помощи установочного штифта устанавливают фиксатор по заданным координатам;

- закрепляем фиксатор в кронштейне на балке.

Повторяем операцию для второго фитинга.

После окончания работ балка с приваренными стаканами, фиксаторами и вилками поступает на общий монтаж стапеля.

1 Установка основания по чертежу с точностью ±0,2 мм:

- разметить основания фундамента с использованием универсального мерительного инструмента согласно чертежу.

- бурить пневмоперфоратором колодец 150x600мм в два этапа. Первый этап: бурить скважину 040мм.

- установить фундаментные болты по месту, скрепив с отверстиями в основании.

- залить цементом.

- после отверждения цемента, провести затяжку гайки болтов.

2 Установка колонн-стоек на основание:

- установить колонны-стойки на основание, совместив отверстия в основании и колонне. Зафиксировать технологическими болтами.

- провести контроль перпендикулярности с использование теодолита.

- провести установку болтов крепления основания и колонны.

- провести повторный контроль перпендикулярности с использованием теодолита.

3 Установка верхней балки:

- установить на колоннах угловые кронштейны, совместив отверстия в уголках с отверстиями в колоннах;

- провести предварительную установку балок, закрепить регулировочными винтами;

- провести контроль положения верхней балки при помощи оптического прибора нивелира;

- устанавливаем нивелир у основания стапеля;

- вставляем в отверстия вилок валики;

- прикладываем к валику нивелировочные линейки;

- визирная линия должна проходить через обе линейки;

- выверяем положение балки при помощи регулировочных винтов так, чтобы расстояние на первой нивелировочной линейке, от балки до визирной линии, было равно расстоянию на второй нивелировочной линейке, от балки до визирной линии;

- зафиксировать балку на кронштейне, чтобы заделка получилась жесткой.

4 Установка нижней балки:

При более точной установке нижней балки используем монтажные плиты, представляющий собой жесткий носитель прямоугольной формы в виде стапельных плит с втулками, смонтированными на плаз-кондукторе аналогично рубильникам.

...