Технологичность - основа повышения эффективности целевой отдачи авиационной техники - раздел Производство, ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
Характеристика Технологичности И Направления Ее Решения....
Характеристика технологичности и направления ее решения.
Развитие авиации характеризуется усложнением конструкции планера и бортовых систем самолетов. На рис.1.3 представлена тенденция измерения стоимости килограмма массы выпускаемых самолетов. Полеты со сверхзвуковой скоростью значительно изменили функции человека в управлении самолетом. Приборы и механизмы в этих условиях превращаются в автоматы, управляющие самолетом. Усложнение самолетного оборудования вызывает увеличение числа его отказов.
| Рис. 1.3. Увеличение стоимости конструкции
-х- изменение объема фюзеляжа.
-Ο- изменение количества топлива, заливаемого в баки планера
-•- количество оборудования,
| |
На рис. 1.4 представлена наметившиеся тенденция к постоянному увеличению количества устанавливаемого на борт самолетов оборудования, в том числе и автоматического с использованием ЭВМ. Так, 
например, на борту самолета В-1, созданного фирмой "Рокуэл интернешил” установлено свыше 30 ЭВМ. На отечественном самолете ТУ-160, созданного в противовес американскому, управление осуществляют более ста ЭВМ, решающих все навигационные и боевые задачи.
| Рис. 1.4. Изменение объема оборудования на борту
| |
Постоянная работа конструкторов в направлении повышения эффективности самолетов и анализа этих работ позволила авторам определить их тенденцию (рис. 1.5.).
Из этих данных видно, что наибольшие резервы в повышении эффективности создаваемых самолетов приходится на долю конструктивно-технологических решений, особенно это заметное влияние определилось после 1985 г. Этому способствовало разработка новых конструктивных решений, а также создание новых высокоэффективных материалов, в том числе и создание композиционных материалов.
Ошибки, допущенные в принятии конструктивно-технологическом решении и выявленные в эксплуатации, обходятся очень дорого создателям самолетов. Так, по данным фирмы "Локхид" ошибки, связанные с принятием решения при проектировании крыла самолета С-5А и обнаруженные в эксплуатации 77 самолетов, привели к дополнительным расходам в несколько сот млн. долларов, или 115% всех расходов, связанных со стоимостью всей программы их создания.
Усложнение самолетного оборудования вызывает увеличение числа его отказов. Возрастающие нагрузки на агрегаты планера, узлы и детали вызывают нарушение их целостности. Следовательно, на современном этапе важнейшая задача - обеспечение высокой надежности планера самолета и его систем.
Одним из направлений решения этого вопроса является повышение технологичности изделия в целом. Технологичность можно подразделить на ряд отдельных направлений:
- конструктивная технологичность деталей, узлов и агрегатов планера, бортовых систем, т.е. обеспечение надежности изготовления, монтажа и наземных отработок для получения заданных характеристик при минимальных затратах ручного труда;
- эксплуатационная, т.е. обеспечение надежной работы бортовых систем и планера при минимальных затратах труда при их обслуживании.
Таким образом, технологичность представляется характеристикой со своими специфическими особенностями и ее можно характеризовать как совокупность свойств конструкции, обеспечивающих оптимальные затраты труда, средств, материалов и времени при установленных значениях показателей качества и принятых условиях изготовления или ремонта изделия. К ним относят тип, специализацию производства, годовую программу и повторяемость выпуска, а также применяемые технологические процессы.
Под эксплуатационной технологичностью понимается технологичность конструкции изделия применительно к обслуживанию и ремонту. Она может быть разделена на технологичность конструкции при обслуживании и ремонтную технологичность.
Анализ этих понятий показывает, что четкие границы между ними отсутствуют, так как технология производства содержит элементы эксплуатации (при летных испытаниях), и ремонта (при устранении производственных дефектов).
В ходе эксплуатации возникает необходимость в проведении множества ремонтных операций. Поэтому естественно возникает мысль о возможности объединения общих положений технологичности в единую систему, позволяющую оценивать технологичность самолета во всех ее аспектах. Например, можно технологичность самолета количественно определять степенью соответствия его конструктивно-технологических характеристик технологическим возможностям производства, а также средств обслуживания и ремонта. Отсюда следует, что оценивая эксплуатационную технологичность, определяют эксплуатационные качества изделия. Эксплуатационную технологичность можно определять лишь для конкретных видов повреждения и определенных условий эксплуатации и ремонта.
В ходе проектирования каждый элемент конструкции нужно оценивать с точки зрения не только производственной, но и эксплуатационной технологичности, для чего требуется разработать соответствующую методику.
При расчете ремонтной технологичности конструкции необходимо предусмотреть возможность восстановления любого поврежденного элемента, причем ремонтные работы следует планировать, исходя из сохранения минимальной массы и обеспечения в максимально возможной степени восстановления в полевых условиях. Проектирование самолета и средств его эксплуатации и ремонта должно производиться совместно.
Для обеспечения технологичности конструкции изделия устанавливают номенклатуру и значения показателей технологичности; отработку конструкции изделия на технологичность на всех стадиях разработки изделия, технологического оснащения производства и изготовления изделия; технологический контроль конструкторской документации; изменения в конструкцию изделия и конструкторскую документацию на него, обеспечивающие достижение базовых значений показателей технологичности.
Отработка конструкции изделия на технологичность обеспечивается на основе достижения технологической рациональности и оптимальной конструктивно-технологической преемственности конструкции изделия. При этом снижаются трудоемкость и себестоимость изготовления изделия, трудоемкость и стоимость технологического обслуживания и ремонта изделия, материалоемкость изделия.
Для снижения трудоемкости и себестоимости изготовления изделия повышают серийность изделий и его составных частей посредством стандартизации и группирования по конструктивным признакам; ограничивают номенклатуру составных частей изделия и применяемых материалов; применяют в разрабатываемых конструкциях освоенные в производстве конструктивные решения, соответствующие современным требованиям, высокоэффективные типовые технологические процессы и стандартные средства технологического оснащения.
Для снижения трудоемкости и стоимости эксплуатации и ремонта изделий повышают контролепригодность, доступность, легкосъемность, взаимозаменяемость и восстанавливаемость изделия и стандартизируют составные части изделия; ограничивают число сменяемых при техническом обслуживании или ремонтируемых частей изделия; номенклатуру материалов, инструмента, вспомогательного оборудования и приспособлений, необходимых для технического обслуживания и ремонта.
Для снижения материалоемкости изделий применяют совершенные материалы, точные заготовки, разрабатывают и применяют конструктивные решения, позволяющие повышать ресурс изделия и использовать малоотходную технологию; внедряют типовые методы расчетов и испытаний изделий; используют научно обоснованные запасы прочности металлоконструкций.
На практике изделие может считаться технологичным, если оно удовлетворяет следующим условиям:
- в процессе его изготовления и сборки обеспечиваются минимально-возможное затраты труда, материалов и в конечном итоге минимальная технологическая себестоимость;
- в процессе ТПП данного изделия (конструкторской, технологической, материально-технической и планово-организационной) обеспечивается минимум затрат на его выпуск и переналадку производства.
Эти требования обеспечиваются при широком использовании наиболее прогрессивных технологических процессов, экономически целесообразных при планировании объектов серийного производства; обеспечении автоматизации, включая гибкие производственные модули, системы; типизации конструкторских и технологических решений; использовании модульного принципа построения конструктивного состава; экономически обоснованном ограничении числа применяемых в производстве типоразмеров деталей, сборочных единиц; стимулирование повышения организационно-технологического уровня предприятия-изготовителя на основе его технического перевооружения.
Свойство технологичности имеет диалектический характер, поскольку всякий достигнутый уровень технологичности является в определенной степени разрешением противоречий между наукой и производством.
Все темы данного раздела:
ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
Учебное пособие
Москва 2009
Технологичность конструкции самолета
1.5.1. Понятие технологичности конструкции………………….……32
1.5.2. Технологичность - основа повышения эффективности
целевой отдачи авиационной техники…………….............36
1.5.
Понятие качества.
1.7.1. Особенности качества, применительно к авиационному производству……………………………………………………..84
1.7.2. Инструменты управления качеством.
Методы достижения качества…………………….……….….87
Требования к точности обводов агрегатов и их взаимному
положению………………………….…………………………………….135
2.4. Взаимосвязь конструкции и технологии……………....…………..136
2.5. Схема сборочны
Теория и практика разработки автоматизированных систем
технологической обработки……………………………………………195
3.2. Анализ современных подходов к разработке САПР-ТП…………..198
3.2.1. Обзор р
Становление и развитие технологии производства летательных аппаратов от ремесленного искусства (XVIII в.) до науки (XX в.)
Авиация – область науки и промышленности, которая сегодня развивается чрезвычайно быстро, что требует постоянного совершенствования, внедрения современных технологий в теори
Структура предприятий и производственный процесс.
Структуру практически любого самолетостроительного предприятия можно представить в виде рис. 1.1
Рис 1.1 Производственная структур
Основные составляющие части ЛА.
Деталь – первичная монолитная часть самолета – получается из исходных материалов, полуфабрикатов и заготовок в результате различных технологических процессов.
Виды производства
Различие в программе выпуска изделий привело к условному разделению производства на три типа: единичное (опытное), серийное и массовое.
Единичное производство —
Технологический процесс - основа производства.
Особенностями авиационного производства являются:
а) частая сменяемость объектов производства,
б) повышение насыщенности изделий элементами электро
Понятие о технологическом процессе и его составляющих.
Технологический процесс - это сложный комплекс действий оборудования и исполнителей по преобразованию исходных материалов в готовое изделие.
Пер
Структура технологического процесса.
Ø Технологический процесс
Ø Технологическая операция
Ø Технологические переходы
Ø Технологические проходы
Понятие технологичности конструкции
Технологичность является одним из основных параметров самолета, который должен быть обеспечен при проектировании наряду с летными характеристиками, надежностью, ресурсом и др. Это з
Технологичность наружных обводов и членение планера.
Технологичность самолетов в значительной степени определяется рациональным выбором аэродинамических обводов, к которым предъявляются следующие требования:
1) простота аэро
Качественная оценка технологичности
Качественная оценка технологичности конструкции изделия выражается понятием "хорошо - плохо", "соответствует - не соответствует", "технологично-нетехнологи
Факторы, определяющие требования к деталям различного производств
Вид деталей
Конструктивно-технологические факторы
Количественная оценка технологичности.
Оптимальное сочетание применяемых в конструктивно-технологических решениях (элементной базы, компоновки, базовых несущих конструкций, принципов коммутации, материалов, теплофизическ
Производства.
Помимо непосредственного назначения самолета, условий его функционирования, уровня развития науки и техники, конструкция летательного аппарата определяется конкретным перечнем требований, выработан
Особенности качества, применительно к авиационному производству.
Таким образом, качество в первую очередь это способность удовлетворять требованиям заказчика.
Стадии качества:
1. Фаза отбраковки (потребитель должен получ
Методы достижения качества.
В своем развитии методы достижения качества прошли определенную эволюцию. Современный подход к обеспечению качества базируется на управлении всеми объектами деятельности организации по достижению з
Обеспечение качества ЛА.
Особенности производства самолета как изделия вызваны, прежде всего, предъявляемыми высокими требованиями к его аэродинамическому качеству, весовой эффективности и надежности.
Большое знач
Изготовления и сборки изделий.
Ø Взаимозаменяемость и точность изделия являются важными показателями качества изделия.
Ø Взаимозаменяемость - свойство части изделия, обеспечивающее возможно
Методы увязки размеров.
Различают 3 метода увязки:
1. связанный метод (Рис. 1.21.)
2. независимый метод (Рис. 1.22.)
3. метод компенсации (Рис. 1.23.)
1. dA
Точности
Рис. 1.24. Построение размерной цепи ступенчатого валика:
а- схема простановки размеров;
б – размерная цепь.
Реализация плазово-шаблонного метода.
Принципиальная схема увязки форм и размеров агрегатов при использовании плазово-шаблонного метода увязки. (Рис.1.25)
Основные шаблоны и конструкторские плазы.
Основные шаблоны:
Ø шаблон контрольно-контурный ШКК;
Ø отпечаток контрольный ОК;
Ø конструктивный плаз.
ШКК изготовляют
Краткая характеристика некоторых производственных шаблонов
Сокращенное обозначение шаблона
Название шаблона
Назначение шаблона
ШК
Шаблон контура
Изготовле
Структура себестоимости изделия. Технологическая себестоимость.
Для оценки экономической эффективности технологических процессов используются следующие показатели:
Ø Производительность труда
Ø Себестоимость продукции
&Os
Методы сокращения основного и вспомогательного времени изготовления изделия.
Условия обеспечения максимальной производительности труда:
1. Выбор рациональной структуры технологического процесса, наиболее прогрессивных процессов сборки и обработки;
Производственных систем.
ГПС (ГАП) – гибкая производственная система, гибкое автоматизированное производство.
Предпосылками послужили:
• Опыт эксплуатации жестко программируемых ав
Процессы изготовления деталей ЛА.
Государственное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов (ВИАМ)» на протяжении 75 лет(с 1932 года) является головной материаловедческой организацией, отве
Материалы для планера самолетов и вертолетов.
Материальный облик ЛА определяют более 120 конструкционных и функциональных материалов, внедренных в самолетах Ил-96М, Ту-204,Бе-200 и последних модификаций самолетов Ту-154М, Ил-86
Характерные полуфабрикаты и заготовки в производстве.
Материалы:
1. Алюминиевые сплавы:
Д16- листы, монолитные панели, прессованные профили (обливки, обтекатели работают до 2000С);
Д16АТ – термические
Заготовительно-обработочный процесс.
Рис.1.34. Классификация заготовительно-обработочных процессов.
Минимальный при
Механические процессы.
Резка ножницами и штампами - сдвиг одной части полуфабриката относительно другой. Рис. 1.37.
Рис. 1.37. Схема процесса резки:
а
Процессы холодного деформирования.
а) резка — отрезка, вырубка, пробивка, просечка:
б) гибка — гибка, скручивание;
в) вытяжка — вытяжка, обтяжка, протяжка;
г) формовка — рельефная формовка, растяжка, отбор
Обтяжка.
Рис.1.55. Схемы гибки профелей обтягиванием по оправке:
1-стол,
2-сменная оправа,
3-поворотная платформа,
4-цилиндр поворота платфо
Вытяжка.
Процесс преобразования незакрепленной по краям плоской заготовки в полую деталь замкнутого контура. Рис. 1.51.
Рис.1.51. Схема выт
Гибка профилированным инструментом. Универсальная матрица.
Рельефная формовка.
Рельефная формовка заключается в образовании местных углублений или выпуклостей за счет растяжения и частичного перемещения материала. Возможность ф
Аппаратов.
Создание такого сложного изделия, как вертолёт, представляло бы чрезвычайно трудную задачу, если бы в процессе эскизного и технического проектирования его не делили на законченные в конструктивном
Технологическая характеристика процессов сборки.
Процесс создания ЛА представлял бы чрезвычайно трудную задачу, если бы при эскизном и техническом проектировании не предлагалось членение – деление его на отдельные, законченные в конструктивном и
Взаимному положению.
При сборке планера самолета необходимо учитывать жесткие требования в отношении точности воспроизведения его аэродинамических обводов и достижения заданной точности узлов и агрегато
Схемы сборочных процессов
В зависимости от степени членения конструкции планера самолета на сборочные единицы и степени дифференциации, сборочных и монтажных работ сборочный процесс может выполняться по посл
Взаимосвязь конструкции и технологии.
Две стороны единого производственного процесса создания любого ЛА, а именно конструкция изделия и технология его изготовления, находятся в постоянной взаимосвязи и взаимозависимости.
Сущес
Пути повышения эффективности сборочных процессов.
Частая смена объектов производства или значительные по своим объемам и частоте модификации выпускаемых машин проводят к большим изменениям в технологии и перестройке производства. О
Методы сборки и сборочные базы.
Сборка – совокупность технологических операций по установке деталей в сборочное положение и соединению их в узлы, панели, агрегаты и самолет в целом.
В о
Бесплазовая увязка размеров в агрегатно-сборочном прозводстве)
Интегрированное количество самолетов, определяемое параметрами летно-эксплуатационных, ресурсных и экономических показателей, во многом зависит от технологии и организации производства ЛА. Одной из
Сущность метода бесплазовой увязки размеров.
Основным направлением в области совершенствования процессов сборки является создание автоматизированных систем на базе развития аппарата математического моделирования объектов и процессов производс
Сборки.
В зависимости от конструкции собираемого изделия, программы его выпуска, оснащения производства оборудованием и инструментом методы сборки и базирования характеризуются различными технико-экономиче
Виды и технологические характеристики соединений.
В конструкциях современных самолетов и вертолетов наиболее широко применяются заклепочные, болтовые, сварные, паяные, клеевые и комбинированные соединения. Вид соединения выбирают с учетом нагрузок
Выполнения соединения.
Соединения выполняются после взаимной ориентации, фиксации и закрепления собираемых элементов конструкции.
Первым этапомТП выполнения соединения является образование и обр
Силовые схемы соединений.
Все многообразие соединений можно разделить на подвижные и неподвижные. Подвижные обеспечивают в некоторых условиях подвижность одних элементов конструкции относительно других. Они применяются для
Показатели качества соединений.
Все показатели разбивают на четыре группы: конструктивные, технологические, эксплуатационные и экономические.
Конструктивные это те, которые определяются констр
Технологические методы соединения болтовых высокоресурсных соединений.
Ресурс конструкции – важнейший показатель ее качества. В наибольшей степени ресурс соединения определяется конструктивными и технологическими факторами Схема 2.2.
Технология выполнения высокоресурсных клеевых и клеесварных соединений.
Укрупненный технологический процесс склеивания включает следующие операции:
- предварительная сборки разборка узла;
- подготовка поверхностей деталей под склеивание;
- на
Изготовление конструкций с сотовым заполнителем.
Конструкции с сотовым заполнителем отличается высокой удельной прочностью, лучшими характеристиками по усталостной прочности, улучшенными аэродинамическими качествами, меньшим количеством деталей и
Изготовление сотового заполнителя.
Металлические соты изготавливают из фольги алюминиевых сплавов толщиной 0,03…0,15 мм. Толщина фольги, форма и размер ячейки определяются из условия обеспечения необходимой прочности и жесткости кон
Контроль качества сотовых агрегатов.
При изготовлении сотовых агрегатов значительный объем работ приходится на пооперационный и окончательный контроль.
Для контроля качества обезжиривания фольги применяется люминесцентная уст
Изготовление узлов с заполнителем в виде пенопласта.
При использовании в качестве легких заполнителей пенопластов возможны следующие методы изготовления: прессовый, беспрессовый и комбинированный.
На рис.2.22. приведенаттиповая конструкция у
Конструкционные и функциональные наноматериалы.
Наноматериалы – объекты с размером менее 100 нм. Объекты с наноразмерами имеют уникальные свойства вследствие значительной роли поверхностных прессов.
Нанотехнология
Нанотехнологии и наноматериалы.
В настоящее время технологическая гонка в сфере нанотехнологий приобрела мировой масштаб.
Наноматериалы обладают значительно большей удельной площадью поверхности в сравнении с традиционны
Теория и практика разработки автоматизированных систем технологической обработки.
Процесс технологической подготовки машиностроительного производства заключается в разработке различной технологической и плановой информации, в приобретении материалов и покупных ко
САПР-ТП.
Деление алгоритмического комплекса САПР-ТП на две части, каждая из которых относится к деталям с различным уровнем конструкторско-технологической унификации - тенденция, проявляющаяся у целого ряда
Организационное обеспечение САПР.
Стандарты по САПР требуют выделения в качестве самостоятельного компонента организационного обеспечения, которое включает в себя положения, инструкции, приказы, штатные расписания, квалифицированны
Разработка САПР-ТП на базе идей типизации.
При проектировании технологических процессов по типовым или групповым процессам АСТП представляет собой информационно-поисковую систему, в которой по определенным признакам отыскива
Стратегия, концепция, принципы CALS.
CALS- это аббревиатура, которая сменила несколько значения. Сегодня придерживаются мнения, что CALS(Coninuous Acquisition and Life cycle Support) – непрерывная информационная п
Этапы жизненного цикла изделий и развитие CALS.
К этапам ЖЦИ относятся маркетинговые исследования, проектирование, технологическая подготовка производства (ТПП), собственно производство, послепродажное обслуживание и эксплуатация продукции, утил
Причины появления и принципы CALS.
Исторически по ряду объективных и субъективных причин многие подсистемы САПР и АСУ создавались как автономные системы, не ориентированные на взаимодействие с другими АС. При этом каждая из АС успеш
Подготовки производства в авиастроении.
Рис.3.1
Авиационная промышленность России приступила к созданию ЛА нового поколения. Особенност
Основные принципы.
Наиболее актуальной проблемой модернизации производства на предприятии авиационного моторостроения является проблема внедрения современных информационных технологий и их последовательная интеграция
Реализация процессов в системе PDM.
Основой для любого высокотехнологического производства является цифровая мастер-модель, так как именно 3D-модель позволяет однозначно определить ее точную реализацию на станках ЧПУ. Это утверждение
Основные характеристики
Современная система PDM в наиболее полном объеме реализует функции управления составом изделия, структурой всех его составных частей, деталей, узлов и агрегатов. Кроме того, в управляемую структуру
Задачи оптимального проектирования в САПР технологического назначения.
Под оптимальным понимают такое проектирование, цель которого состоит в создании технологического процесса, не только выполняющего заданные функции, но и отвечающие некоторым заранее
Математические модели оптимального проектирования.
Математические модели оптимального проектирования технологического процесса представляют собой формализованное описание критерия качества, условий, обеспечивающих выполнение заданных функций процес
Метод множителей Лагранжа.
Метод множителей Лагранжа в отличие от предыдущего подхода, позволяет решать задачи оптимизации того же порядка сложности, но с ограничения на переменные типа равенств. Суть метода заключается во в
Линейное программирование.
Линейное программирование – это математический аппарат для решения задач оптимизации, в которых целевая функция и ограничения линейны.
Задачу линейного программирования в общем виде можно
Затраты времени на обработку одного изделия для каждого из типов оборудования.
Тип оборудования
Затраты времени (станко-час) на изготовление одного изделия вида
Общий фонд рабочего времени оборудования (4)
Метод ветвей и границ.
Метод ветвей и границ заключается в разбиении конечного множества, на котором ищется экстремум, на несколько подмножеств и в выяснении перспективности каждого из них. Если подмножество неперспектив
Решение-цикл
Условие Сii=∞ принимается для того, чтобы исключить возможность появления в оптимальном решении значений Xii=I, не имеющих смысла.
Наилучшие результаты при реше
Производства.
Применение производственных систем (ГПС) повышает производительность труда, улучшает загрузку оборудования и сокращает затраты на транспортные работы.
При проектировании те
Математическая модель сборки и ее свойства.
Синтез технологических процессов - один из ответственейших этапов разработки ЛА. Можно выделить несколько видов задач синтеза технологии. Например, синтез технологии на первом уровне предполагает
Новости и инфо для студентов