8. Конструкция приспособлений для сборки узлов, панелей, агрегатов летательных аппаратов (ла)
Первым процессом, при котором из отдельных деталей формируется узел, панель, агрегат является сборка. Сборка – это совокупность технологических операций по базированию – установке деталей, узлов в сборочное положение и соединение их между собой в вышестоящую по сложности сборочную единицу. Детали в сборочное положение устанавливают по базам – поверхностям на деталях и элементах сборочного приспособления.
В практике самолето–вертолетостроения приняты следующие методы базирования деталей, узлов, отсеков в сборочных приспособлениях:
• по сборочным отверстиям – СО
• по координатно – фиксирующим отверстиям – КФО
• по поверхности каркаса – ПК
• по наружной поверхности обшивки – НП
• по внутренней поверхности обшивки – ВП
• по отверстиям под стыковые болты – ОСБ
• по установочным базовым отверстиям – УБО
(по технологическим сборочным отверстиям – ТСО)
Примеры методов базирования приведены на рис.1
I. Сборка с базированием по СО процесс, при котором взаимное положение собираемых деталей определяется положением имеющихся на них сборочных отверстий, в которые на период соединения деталей устанавливают фиксаторы. Базирование по СО применяют в 2х случаях:
-при образовании наружных обводов собираемого изделия;
-при установке элементов каркаса в сборочное положение, (рис.1-I).
II. Сборка с базированием по КФО – процесс, при котором детали поперечного набора каркаса устанавливают в сборочное положение по КФО в деталях собираемого изделия и элементах сборочного приспособления. На период соединения шпангоутов (нервюр) с панелью в отверстии КФО устанавливают фиксаторы или технологические болты, (рис.1-II)
III. Сборка с базой «поверхность каркаса» – при таком методе базирования обшивку (или панель) устанавливают на поверхность каркаса и прижимают рубильником на период соединения обшивки с элементами каркаса (рис.1-III)
IV. Сборка с базированием по наружной поверхности обшивки – при таком методе базирования панель (обшивка) прижимается наружной поверхностью к рабочей поверхности рубильников на период соединения ее с каркасом (рис.1-IV)
Рис.1. Методы базирования деталей, узлов, панелей, отсеков при установке их в сборочное положение.
V. Сборка с базированием по внутренней поверхности обшивки – при этом методе базирования панель (обшивка) прижимается внутренней поверхностью к опорным поверхностям приспособления (спец макетным нервюрам или шпангоутом) на период ее соединения с каркасом через компенсатор. (рис.1-V)
VI. Базирование по отверстиям под стыковые болты – процесс, при котором узлы стыка, стыковые профили и кронштейны устанавливают в сборочное положение по имеющимся в них отверстиям под стыковые болты (ОСБ) и соответствующие им отверстия в элементах сборочного приспособления. В отверстия ОСБ на период соединения деталей устанавливают технологические болты (рис.1-VI)
VII. Сборка с базированием по УБО (установочным базовым отверстиям) – процесс, при котором детали, узлы и секции устанавливают в сборочное положение по имеющимся в них и элементах сборочного приспособления базовым отверстиям. На период выполнения соединений в УБО устанавливают фиксаторы или технологические болты (рис.1-VII)
В случае применены при сборке нескольких баз, основным методом базирования считают, тот, при котором формируется наружный обвод узла, отсека или агрегата и обеспечивается гарантированно заданная чертежом или ТУ точность. В зависимости от выбранного метода сборки и сложности собираемого узла определяется конструкция сборочного приспособления. Основное назначение сборочного приспособления – обеспечение возможности установки – базирование деталей, узлов, панелей в сборочном положении относительно базовых осей и создание условий для выполнения соединения деталей в сборочную единицу. Сборочное приспособление представляет собой сложную пространственную конструкцию, состоящую из следующих элементов:
каркас (рамы, балки, стойки, колонны), на котором монтируются все элементы приспособления;
установочные (базирующие) элементы (рубильники, ложементы, плиты стыка, дистанционные калибры, кронштейны КФО, установочные линейки, накладки и т.д.);
средства крепления и фиксации собираемых деталей в сборочном положении;
механизмы для подъема и закрепления установочных элементов приспособления в исходном и рабочем положении;
механизмы для установки и снятия с приспособления деталей и сборочных единиц.
На рис.2 дано изображение элементов оснастки: стаканы, вилки, фиксаторы прижимные. В зависимости от состава, конструкции и способа соединения входящих в приспособление элементов сборочные приспособления по конструктивно – эксплуатационным признакам подразделяются на группы:
•сборно – разборные приспособления – СРП,
•упрощенные сборно – разборные приспособления – УСРП (рис.3 и 4),
•специализированные сборочные приспособления – ССП (рис.5 и 6).
На рис.7 и 8 изображены (для примера) калибр и контркалибр стыка стабилизатора с фюзеляжем. Документом, определяющим конструкцию сборочного приспособления (СП) является технические условия (ТУ) на проектирование, в которых указано:
назначение СП (для какой сборочной единицы и каких сборочных операций предназначено приспособление);
базы и базовые детали (на основании ранее разработанной компоновки сборочного узла, панели, агрегата);
требуемая точность по обводам и стыкам отсеков агрегатов;
метод увязки заготовительной и сборочной оснастки;
метод монтажа сборочного приспособления;
способы установки деталей и снятия собранного изделия с приспособления;
оборудование и инструменты, применяемые в процессе сборки узла;
условия поставки деталей в сборочное приспособление и собранного изделия на следующий этап сборки;
характер оснащения приспособления рабочими площадками и стеллажами (оргоснастка).
Рис. 2. Элементы сборочных приспособлений
Рис. 3. Упрощенное сборно - разборное приспособление для сборки панелей
Рис. 4. Упрощенное сборно – разборное приспособление для сборки шпангоута
Рис. 5. Специализированное сборочное приспособление для сборки панелей:
1,10,12 – базовая плита колонны; 2 – колонна; 3 – плита стыка; 4 – кронштейн; 5 – базовая плита балки; 6 – дистанционный калибр; 7 – стакан боковой, подвижный; 8 – ресивер; 9 – болт грузовой; 11 – собираемые панели; 13, 15 – верхняя и нижняя балка; 14 – стакан-скоба (приварен к балке); 16 – механизм для подъема и опускания рубильника; 17 – ложемент; 18 – рубильник; 19 – крепление плиты к колонне; 20 – ряды базовых отверстий плиты колонны; 21 – ряды отверстий для крепления к базовой плите кронштейнов; 22 – базовые отверстия дистанционного калибра; 23,24,25, 31 – крепежные болты; 26 – цементная масса; 27 – крепежный винт; 28,29,32 – фиксаторы; 30 – ограничитель; 33 – вилка; 34 – рукоятка зажима рубильника.
Рис. 6. Специализированное сборочное приспособление для сборки групп лонжеронов (нервюр):
1 – стойка опорная; 2 – ось; 3 – подшипник; 4, 8, 13 – фиксатор; 5 – рама; 6 – линейка; 7 – базовый стыковой узел приспособления; 9 – стыковой узел собираемого изделия; 10 – гидравлический фиксатор; 11, 17, 18, 19 – крепежные болты; 12 – наладка; 14 – кронштейн; 15 – дистанционный калибр; 16 – плитка базовая; 20, 21, 22 – стойка, пояс, стенка собираемого изделия; 23 – кран включения и выключения гидравлических фиксаторов; ω - направления вращения рамы.
Рис. 7. Калибр стыка стабилизатора с фюзеляжем.
Рис. 8. Контркалибр для узла стыка стабилизатора с фюзеляжем (смотрите рис. 7.)
Карту заказа, техзадание и ТУ на проектирование сборочной оснастки разрабатывают технологи техбюро цехов. Увязки заготовительной и сборочной оснастки осуществляют в системе:
«эталон поверхности – монтажный эталон» (рис.9, для примера)
«базовые отверстия»
При увязке оснастки в системе «1» монтаж сборочных приспособлений выполняется с использованием монтажного эталона.
При увязке оснастки в системе «2» монтаж сборочных приспособлений производится несколькими методами:
– монтаж с помощью шаблонов ШМФ (ШП)
– монтаж с использованием координатных стендов, шаблонов;
– монтаж с помощью точных оптических приборов, лазерных излучателей и координатных линеек.
Отдельную группу сборочной оснастки представляют стенды:
-разделочные (для обработки фланцевого стыка отъемной части крыла; для обработки стыков хвостовой и килевой балок вертолета и др.)
-стыковочные (стенд для стыковки агрегатов фюзеляжа самолета; стенд для стыковки крыла с закрылком и элероном).
Методика объемной увязки деталей планера и оснастки изложена в отраслевом РТМ 1.4.251-77. Изготовление шаблонов производится в соответствии с ОСТ 1.41658-76…1.4660-76.