Автоматизированное проектирование деталей крыла

1. Номенклатура шаблонов

Номенклатура основных и производственных шаблонов не является неизменной и в зависимости от технических условий на изготовление изделия и оснащенности предприятия оборудованием может изменяться.

Установившейся номенклатуры для эталонных шаблонов не существует, и в зависимости от требований ими могут быть любые шаблоны.

Типовая номенклатура шаблонов, состоящая из двух наименований основных и десяти производственных, приведена в таблице 6.1.

Независимо от программы  выпуска самолетов на данном заводе все шаблоны изготавливают только в одном экземпляре в так называемом рабочем комплекте. Это позволяет избежать ошибок при изменении конструкции деталей самолета и при внесении соответствующих изменений в выпущенные ранее шаблоны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6.1.

Номенклатура  применяемых шаблонов

Группа	Наименование	Условное обозначение	Назначение
Основные шаблоны	Шаблон контрольно-контурный	ШКК	Изготовление, технологическая увязка и контроль узлового комплекта шаблонов, а также шаблонов приспособлений
	Отпечаток контрольный	ОК	Изготовление, технологическая увязка и контроль узлового и детального комплекта шаблонов, а также изготовление отдельных шаблонов
Производственные шаблоны	Шаблон контура	ШК	Изготовление, увязка и контроль детального комплекта шаблонов, а также заготовительно-штамповочной оснастки
	Шаблон внутреннего контура	ШВК	Изготовление и контроль формблоков, оправок и деталей
	Шаблон развертки детали	ШР	Разметка и контроль разверток  деталей, вырубных штампов и шаблонов фрезерования
	Шаблон заготовки	ШЗ	Разметка заготовок деталей  сложной пространственной формы
	Шаблон фрезерования	ШФ	Изготовление разверток деталей  на фрезерных станках
	Шаблон контура сечения	ШКС	Изготовление и контроль формблоков, оправок, болванок, обтяжных пуансонов и самолетных деталей сложной формы
	Шаблон гибки	ШГ	Изготовление и контроль профильных и трубчатых деталей, имеющих кривизну в одной плоскости, оправок и приспособлений
	Шаблон обрезки и кондуктор для сверления отверстий	ШОК	Разметка деталей под обрезку  по контуру и длине, сверление в них отверстий
	Шаблон приспособления	ШП	Изготовление элементов сборочных  приспособлений и их монтаж
	Шаблон разный	РШ	Выполнение единичных работ, связанных с проверкой установки деталей на самолет, и т.д.

2. Комплектность шаблонов

Для обеспечения геометрической и технологической увязки всех деталей, входящих в узел, шаблоны изготовляют комплектами.

Увязка шаблонов необходима для достижения взаимозаменяемости деталей, узлов и агрегатов и обеспечивается при изготовлении шаблонов в пределах установленных допусков.

При изготовлении и контроле комплекта шаблонов увязку производят по контурам, координатным и конструктивным осям, установочным линиям, отверстиям, сериям выпуска шаблонов.

Комплекты шаблонов подразделяют следующим образом:

• детальный комплект шаблонов;
• узловой комплект шаблонов;
• комплект шаблонов приспособлений ШП (на стапель);
• комплект шаблонов контура сечений ШКС (на макет поверхности или болванку).

Детальный комплект шаблонов – группа шаблонов, необходимых для изготовления какой-либо детали. Эти шаблоны связаны между собой геометрией детали и технологическим процессом ее изготовления.

Номенклатура шаблонов, входящих в детальный комплект, зависит от конфигурации детали и приведена в таблице 6.2.

Таблица 6.2.

Детальные комплекты  шаблонов

Форма детали	Шаблоны, входящие в комплект
Плоская деталь	ШК, ШР, ШВК, ШФ, ШР (частичный)
Профильная деталь	ШК, ШОК, ШГ
Объемная деталь	ШОК, ШЗ, комплект ШКС

В узловой комплект шаблонов входят шаблоны, необходимые для выполнения всех деталей, входящих в данный узел. Узловой комплект объединяет несколько детальных комплектов шаблонов.

Комплекты шаблонов ШКС и ШП состоят из группы шаблонов ШКС, необходимых для изготовления (контроля), например, выклеечной формы под выклейку обшивки. Или группы шаблонов ШП, необходимых для изготовления сборочных приспособлений, например, для сборки нервюр крыла.

В настоящее время  комплекты ШКС и ШП изготавливают  на фрезерных станках с ЧПУ по программам, подготовленным CAD/CAM-системах по моделям деталей.

3. Технологический процесс изготовления шаблонов

Технологический процесс  изготовления шаблонов включает в себя следующие основные операции:

• Раскрой заготовки;
• Разметка контура и осей;
• Вырезание по контуру;
• Опиливание по контуру;
• Разметка отверстий;
• Сверление отверстий;
• Нанесение информации и маркировки;
• Контроль шаблона;
• Окраска.

В настоящее время  первые три операции, а также  операции разметки и сверления отверстий (за исключением базовых – они сверлятся до обработки шаблона, т.к. они необходимы для фиксации заготовки на столе станка) осуществляются на фрезерных станках с ЧПУ.

В шаблонах сверлят комплекс технологических  отверстий, необходимых для изготовления заготовительной и сборочной оснастки, деталей самолетов, а также для сборки их в узлы и агрегаты.

Номенклатура, обозначения  и назначение технологических отверстий, выполняемых в шаблонах, приведены в таблице 6.3.

Таблица 6.3

Отверстия на шаблонах

Наименование отверстий	Обозначение	Назначение
Базовые	БО	Установка заготовок на стол станка; сборка шаблонов в «корзинку».
Сборочные	СО	Создание возможности правильной сборки всех входящих в узел деталей  без применения сборочных приспособлений.
Направляющие	НО	Сверление отверстий под заклепки, анкерные гайки или болты во всех сопрягаемых деталях узла.
Инструментальные	ИО	Установка ловителей в инструментальных штампах; сверление отверстий в развертках деталей, необходимых для их установки на штампы.

 

Как уже было отмечено, изготовление шаблонов происходит на фрезерных станках с ЧПУ, причем управляющие программы подготавливаются в системе «Cimatron it». Базовый набор управляющих программ включает программу обработки, программу разметки и программу сверления отверстий.

Создание шаблона происходит по следующей последовательности действий:

1. Подготовка информации на выпуск шаблона.
1. Построение сечения или развертки модели шаблонируемой детали – определение контура обработки – средствами графической системы («Cimatron it»).
2. Разметка осей и отверстий («Cimatron it»).
3. Изготовление и контроль паспорта на шаблон.

4. Создание управляющей программы обработки («Cimatron it»).
5. Создание управляющей программы разметки («Cimatron it»).
6. Создание управляющей программы сверления отверстий («Cimatron it»).
7. Форматирование управляющих программы в файлы траектории движения инструмента в системе «Астра».
2. Изготовление шаблона
1. Обрезка заготовки и сверление базовых отверстий.
2. Установка на станок и отработка управляющих программ.
3. Выполнение управляющих программ.
4. Зачистка контуров шаблона от заусенцев и т.п.
5. Нанесение текстовой информации и маркировка.
6. Контроль шаблона.

Подготовка управляющей программы в системе «Cimatron it» выполняется по следующей последовательности:

1. Вход в модуль подготовки управляющих программ («NC» ¹⁷).
2. Командой MACSYS создается система координат модели соответствующая системе координат станка.
3. Командой TOOLS создается инструмент – фреза. Здесь присваивается имя инструменту и указываются его геометрические параметры.
4. Вход в подмодуль TP.MNGR – менеджер создания траекторий.
5. Во вкладке >CREATE панели инструментов менеджера указывается тип обработки. В случае изготовления плоских контуров – шаблонов указывается 2,5-координатная обработка (MILL 2.5 AXIS). На данном этапе создается основа программ обработки.

6. Вновь во вкладке >CREATE указывается тип траектории: для обработки или разметки контура указывается тип PROFILE, а для сверления отверстий – DRILL.
7. Указывается контур кривых либо точки – центра отверстий. Здесь необходимо указать при подготовке программы для разметки, что инструмент находиться над плоскостью контура (TOOL ON).
8. Во вкладке SERVISES указывается, что плоскость безопасности станка находиться на 160мм над плоскостью обработки. Здесь же во вкладке GO TO POINT указывается, что после обработки инструмент должен вернуться в исходную точку (GO HOME).
9. Подтверждение правильности ввода всех данных и запись файла управляющей программы.

Пример управляющей  программы для обработки шаблона КШКС, используемого для изготовления и контроля болванки под выклейку лобика изображенного на ДП 1301.02.07.10.30.00 СБ, изображен на плакате ДП 1301.02.07.00.30.01.

2. Производство оснастки

1. Особенности технологии производства оснастки

Макеты поверхностей самолетов средних и тяжелых типов применяют чаще всего только для изготовления по ним (путем снятия слепков) пуансонов для обтяжных прессов, используемых при формообразовании обшивок.

Для самолетов легкого типа макеты поверхностей используют, помимо изготовления обтяжных пуансонов, для обработки контуров рубильников у стапелей, путем снятия с макета поверхности слепков по сечениям, а также для изготовления контрмакетов, применяемых при выполнении монтажных эталонов к сборочной оснастке.

Макет поверхности воспроизводит  теоретическую поверхность агрегата самолета. На поверхности каждого макета размечают основные элементы конструкции агрегата (конструктивные оси, стыки листов обшивки, люки, окантовки и т.п.).

Макеты поверхностей выполняют только на те агрегаты самолета, контуры которых имеют двойную кривизну.

В зависимости от назначения макеты поверхностей бывают трех видов: макеты поверхностей агрегатов и  отсеков, узлов и панелей и  патрубков.

Изготовление макетов  поверхностей агрегатов и отсеков, а также узлов и панелей  выполняют в следующем порядке:

• Изготавливают каркас;
• Обрабатывают рабочую поверхность;
• Окрашивают рабочую поверхность макета и размечают на ней конструкцию агрегата или узла;
• Контролируют качество изготовления и разметки.

В настоящее время макеты поверхностей используют редко и применяют их, в основном, в качестве эталонов для изготовления и контроля сборочных стапелей.

Макеты сечений применяют для получения способом слепков рабочих контуров рубильников стапелей. Конструктивно макеты сечений состоят из двух шаблонов и вкладыша, расположенного между ними. Вкладыши выполняют чаще всего литыми в виде ажурной плоской рамы толщиной 40-50мм. Если узел самолета (шпангоут или нервюра) имеют значительные размеры, то для макетов сечений этих узлов вкладыш выполняют из нескольких частей.

Вкладыш по толщине обрабатывают на заданный размер, а по габаритам отступают от рабочего контура шаблона приблизительно на 15-20мм.

Во вкладыш при помощи плаз-кондуктора, используя цемент МЦ, устанавливают три-четыре втулки, образующие базовые отверстия с шагом кратным 50мм.

С обеих сторон вкладыша устанавливают два шаблона. Один из них располагают в плоскости теоретического сечения нервюры, а другой – на расстоянии 40-50мм от этой плоскости.

В обоих шаблонах при помощи плаз-кондуктора заранее сверлят базовые отверстия с теми же расстояниями что и у вкладыша.

Установленные на вкладыши шаблоны фиксируют штырями по базовым отверстиям и привинчивают винтами (рис. 6.2.). Промежуток между шаблонами и вкладышем по всему периметру заполняют двумя слоями карбинольного цемента. После нанесения второго слоя и выдержки излишек цемента срезают ножом, опираясь его плоскостью на кромки обоих шаблонов. После затвердения цемента поверхность макета шпаклюют и окрашивают.

Назначение обтяжных пуансонов – придание необходимой формы деталям из листа и профилей на обтяжных прессах и профилегибочных станках.

В зависимости от применения обтяжные пуансоны можно подразделить на две группы: для обшивок и для профилей.

Для изготовления первых применяют пескоклеевую массу ПСК или эпоксидную композицию, а иногда то и другое.

Из пескоклеевой массы  пуансоны изготавливают путем формования по поверхности макетов. Конструктивно их выполняют в виде деревянных каркасов, заполненных плотно утрамбованной пескоклеевой массой, состоящей из формовочного песка и смоляного клея.