46. Особенности нагружения и работы нормальных и силовых шпангоутов. Выбор р асстояния между шпангоутами из условий минимума массы фюжеляжа
47. Проектирование деталей, изготовляемых механической обработкой
Механической обработкой — обработкой резанием — изготовляются детали, требующие высокой точности и малой шероховатости поверхности. Механическая обработка применяется также после штамповки, литья, сварки для повышения точности размеров сопрягаемых поверхностей деталей. Так как процесс механической обработки очень неэкономичен из-за больших потерь металла в стружку, то необходимо выбирать такую конфигурацию детали, чтобы для ее изготовления из заготовки требовалась минимальная обработка.
При проектировании деталей, подлежащих механической обработке, необходимо соблюдать следующие правила:
выбирать заготовку для детали таким образом, чтобы в стружку уходило минимальное количество металла. Например, шток амортизатора можно точить из круглой болванки (рис. 2.49, а), образуя при этом донышко штока с двух установов, или можно в качестве заготовки взять толстостенную трубу, обработать ее, а донышко сделать вставным (рис. 2.49, б). Во втором случае экономия материала будет значительной;
конструктор должен знать, каким инструментом выполняется то или иное отверстие, и соответствующим образом оформить его на чертеже (рис. 2.50);
если плоскость должна быть фрезерована, то надо знать стандартные размеры фрез. При торцевом фрезеровании ширина обрабатываемой поверхности В (рис. 2.51) должна быть равна
. При
цилиндрическом фрезеровании ширина
должна быть на '6
... 5 мм меньше
длины фрезы;
4) при расточке и фрезеровании следует предусматривать проточки для выхода резца, фрезы или шлифовального круга (рис. 2.52);
необходимо избегать сверления под острым углом (рис. 2.53), отверстия в деталях стремиться выполнять сквозными;
следует избегать обработки по контуру (ушей, проушин и т. д.), так называемую обкатку, проушины изготовлять из тел вращения (рис. 2.54);
стараться выполнять ступенчатые отверстия так, чтобы возможна была их обработка с одного установа (рис. 2.55);
избегать одновременной посадки по двум плоскостям, так как это затрудняет сборку (рис. 2.56), предусматривать для ступенчатых сочленений только одну сопрягаемую поверхность, как показано на рис. 2.56, б;
по возможности сокращать длину обрабатываемых поверхностей (рис. 2.57);
при выполнении наружных резьбовых соединений следует предусматривать фаску под углом 45° для предохранения резьбы от повреждения при вворачивании. На внутренних резьбовых соединениях предусматривать фаски для облегчения захода при свинчивании. Шлифуемый диаметр должен быть больше диаметра резьбы (рис. 2.58).
49. Монолитные панели
Рост скоростей полета современных самолетов повышает требования к их аэродинамическим схемам и конструкциям. Снижаются относительные толщины крыла и оперения. Предъявляются повышенные требования к качеству внешней поверхности всех агрегатов самолета, а также в связи с увеличением скоростного напора — к жесткости конструкции из условий аэроупругости.
В зонах сжатых панелей с высокими уровнями напряженностей (отношение распределенной сжимающей нагрузки q к длине сжатой стойки L, где L, например,—расстояние между нервюрами крыла), когда панель может потерять как общую, так и местную устойчивость, необходимы и утолщение обшивки, и установка стрингеров с более частым шагом. Однако утолщение обшивки для увеличения местных критических напряжений нецелесообразно из-за большого приращения веса, а уменьшение шага между стрингерами в сборных конструкциях панелей может быть сделано до определенных технологических пределов. К тому же из-за ослабления обшивки отверстиями под заклепки значительно снижается сопротивление усталости конструкции.
В этом случае наилучшим проектировочным решением, отвечающим поставленным требованиям, будет применение монолитных панелей. У таких панелей обшивка изготавливается совместно с продольным, а иногда и поперечным силовыми наборами.
При применении монолитных панелей можно получить следующие преимущества:
-меньшее количество деталей при сборке;
- снижение трудоемкости за счет применения производственных процессов штамповки, прессования, литья, упрощения панельной сборки при базировке на обшивку;
- высокую герметичность за счет отсутствия отверстий, уменьшение дополнительного веса на герметизацию;
- улучшение усталостных свойств конструкции из-за отсутствия отверстий для клепки или концентрации напряжений в местах точечной сварки;
- улучшение качества внешней поверхности по сравнению со сборными панелями за счет отсутствия «утяжек» обшивки, короблений при сборке.
Однако, как это обычно бывает у любых конструкций, применение монолитных панелей не свободно и от недостатков. К ним относятся:
- большие стоимость и длительность изготовления заготовительной оснастки (штампов, матриц, форм для литья), что делает целесообразным применение таких конструкций только при больших сериях деталей;
- сложность выполнения конструктивных изменений в процессе доводки и модификации конструкции.
Для изготовления монолитных панелей применяются следующие технологические процессы:
а) фрезерование (механическое и химическое);
б) прессование;
в) прокатка;
г) горячая штамповка;
д) литье.