Сущность метода бесплазовой увязки размеров. - раздел Производство, ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ Основным Направлением В Области Совершенствования Процессов Сборки Является С...
Основным направлением в области совершенствования процессов сборки является создание автоматизированных систем 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 процессов сборки.
Например, создание широкоразвитого 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.
В настоящее время появились методы, позволяющие описывать подавляющее большинство различных вариантов аэродинамических поверхностей: фюзеляжа, гондолы двигателя, нелинейчатых и линейчатых крыльев, каналовые разветвляющиеся и неразветвляющиеся поверхности – в значительной степени автоматизировать процессы конструирования поверхностей.
Широкое распространение аналитических методов задания обводов, автоматизации расчетов и записи программ для оборудования с ЧПУ способствовали разработке независимого метода образования форм и размеров сопрягаемых элементов конструкции, т.е метода бесплазовой увязки (МБУ) конструктивных элементов планера.
Увязка размеров при МБУ осуществляется с помощью математической модели аэродинамической поверхности, полученной расчетным путем. Образование взаимосвязанных рабочих контуров сборочных единиц обеспечивается точным изготовлением их на станках с ЧПУ. При использовании МБУ точность увязки сопрягаемых элементов конструкции находится в прямой зависимости от точности их изготовления.
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.
Сущность бесплазового метода изготовления и метода бесплазовой увязи заготовительной и сборочной оснастки заключается в том, что с помощью системы исходных числовых данных о геометрических формах и размерах обводов изделия, рассчитанных на ЭВМ, выдерживаются заданные допуски при расчетах, вычерчивании плазовых линий, изготовлении контуров оснастки и механообрабтываемых изделий.
Благодаря применению универсальных средств ЧПУ МБУ размеров позволяет:
ü сократить почти в 10 раз цикл и трудоемкость изготовления элементов некоторых видов оснастки, связанных с обводами;
ü избежать изготовления при запуске изделия большого числа специальных средств;
ü расширить фронт работ;
ü объединить разоренные цепи изготовления и сборки деталей, узлов и агрегатов планера на единой расчетно-координатной основе;
ü создать в сфере подготовки производства систему расчета и записи управляющих программ для всего оборудования с ЧПУ.
Заготовительная и сборочная оснастки, связанные с теоретическими контурами самолетов, подразделяются по координатному принципу на плоскую оснастку с рабочим контуром, имеющим постоянную или переменную малку, и объемную оснастку с поверхностями одинарной или двойной кривизны.
Так как внешние обводы самолетов задаются аналитически, применение МБУ и средств бесплазовой увязки распространяется на элементы оснастки, связанные с теоретическими контрами изделий. Контроль геометрических параметров обводообразующей оснастки осуществляется различными методами с применением различных средств контроля.
2.8.3. Электронное описание – основа бесплазовой увязки размеров.
В течение последнего десятка лет информационные технологии в своем развитии проделали путь, на который в областях промышленного производства потребовались столетия. Появление «тяжелых» интегрированных систем CAD/CAM/CAE (системы автоматизированного проектирования, изготовления и инженерного анализа) позволяет инженерам авиационной техники выполнять электронное описание объекта производств с точностью 1-3 мк, с применением принципа трехмерной параметризации.
Под электронным описанием объекта обычно принято понимать представление конструкции изделия в виде плоской (двухмерной – 2D) или объемной (трехмерной – 3D) графики, выполненной в определенной программной среде с использованием ЭВМ и хранящейся в оперативно памяти или на магнитных носителях информации. В настоящее время в России нормативная баз для выполнения процессов создания электронного описания только создается, в то время как на Запале существует более 280 стандартов серии ISO 10303, задающих требования к каждому отдельному процессу создания математических моделей и их производных.
Сущность параметризации состоит в том, что деталь выполняется в компьютерной сборке как объект не с конкретно заданными габаритными размерами, а с взаимосвязанными параметрами, при изменении одного из которых происходит перестроение всей детали. Применение принцип параметризированной модели позволяет выполнять модифицирование огромных сборок объекта производства в течение нескольких часов и ограничивается только возможностями компьютерной техники. Такие возможности присущи только электронному описанию объекта и полностью исключаются при использовании традиционных методов. При использовании компьютерных методов процесс моделирования самолета начинается, и при использовании традиционных методов, с создания математической модели поверхности или геометрической модели изделия.
Под геометрической моделью поверхности понимают совокупность математического описания поверхности данного типа и полного набора координат и геометрических характеристик элементов, однозначно определяющих принадлежность данной поверхности точек пространства. Геометрические модели могут быть представлены как в виде жесткой неизменяемой модели, так и в параметризованном виде. В зависимости от выполняемых функций описание поверхности может быть представлено в виде каркасной или поверхностной модели либо в виде твердого тела.
В реальном производстве применение электронной геометрической модели позволяет отказаться от изготовления дорогостоящих макетов поверхности, использования метода слепков для изготовления рабочих болванок и штампов и перейти к выполнению обводообразующей и плазово-шаблонной оснастки методами с использованием станков с числовым программным управлением. В этом случае цикл подготовки производства сокращается на три-шесть месяцев, улучшается увязка и точность оснастки.
Пример геометрической модели головной части фюзеляжа, выполненной на основе программного комплекса Unigraphics, представлен на рисунке 2.13.
Только по мере роста производительности быстродействующих персональных ЭВМ и графических станций появилась возможность выполнения трехмерных электронных макетов сборок и агрегатов.
Электронный макет (ЭМ)- это электронное представление элемента конструкции, предназначенное для решения позиционных, топологических и других задач, возникающих при проектировании и производстве. ЭМ является носителем геометрических параметров детали изделия и определяет их взаимное расположение между собой в сборке и привязку к базовым осям и плоскостям (рис.2.14)
Электронный макет представляет собой увязку в пространстве виртуальную конструкцию, выполняемую с точностью, как правило, 0,001-0,003 мм в одной из систем компьютерного проектирования и хранящейся памяти ЭВМ или на магнитных носителях.
Рис.2.14 Электронный макет
Рис.2.13 Геометрическая модель головной части фюзеляжа
Принято выделять электронные макеты деталей и сборок. ЭМ принято разделять на конструкторские и технологические (ТЭМ).
Конструкторский электронный макет обычно создается разработчиком изделия и точно отражает все нюансы конструкции. ТЭМ детали отражает условия ее поставки на сборку (стыковые отверстия выполнены предварительно, даны технологические отверстия, учтены припуски на подгонку детали в сборке и т.п.) и, как правило, создается конструктором-разработчиком специальной технологической оснастки.
Преимущества использования виртуального макета:
ü увязка в пространстве сложных сборок с высокой точностью, увидеть и исправить неувязки до выпуска чертежей и изготовления первого изделия;
ü компьютерного моделирования технологических процессов изготовления деталей;
ü применение специальных методов контроля на основе координатно-измерительных машин и других методов объективного контроля.
При создании трехмерного виртуального макета изделия играют роль документации второго порядка. Обязательное условие в этом случае – полная ассоциативность чертежа и макета. Нарушение данного принципа приводит к неувязкам и браку в производстве и сводит на нет все преимущества электронного макета. Современные системы автоматизированного проектирования (САПР) высшего и среднего уровня позволяют выполнять выпуск чертежей автоматически с трехмерного макета. Конструктору остается для завершения оформления чертежа задать допуски и технические условия для изготовления деталей.
Одной из возможностей перехода на использование электронного описания объекта является метод электронных плазов. В этом случае сохраняются основные принципы системы плазовой подготовки производства, но достигается сокращение объема плазовой оснастки, приобретаются новые возможности для повышения качества увязки и точности выпуска комплекта шаблонов.
Для рабочих шаблонов в этом случае выполняются отдельные файлы на основе файлов плазов, изготовление шаблонов может производиться на станках с ЧПУ (фрезерных или лазерных) или прочерчиванием рабочих контуров шаблонов на оборудовании с ЧП и последующим ручным изготовлением.
Однако при использовании данного способа предстоит решить ряд вопросов. Во-первых, электронный файл плаза – это не бумажный документ, который можно подписать, утвердить. В России нормативная баз на статус электронных документов в настоящее время отсутствует. Для предприятий, решивших применять метод электронных плазов в производстве, предстоит самостоятельно решить вопрос по системе приемки и утверждения виртуальных плазов. Во-вторых, встает вопрос о заделе имеющихся ручных плазов – их необходимо сопровождать старыми методам, т.к. повторение ручного плаза невозможно (требование к точности 0,1 мм). Создание электронного аналога приводит к искажению геометрической информации. В-третьих, требуется создание компьютерной системы хранения и ведения конструктивных изменений. По сути, проблемы не очень сложные, о чем свидетельствует практика применение данного метода на КнААПО.
Его важнейшим преимуществом является то, что он не требует изменения менталитета конструктора-плазовика и является своеобразным этапом перехода к постановке изделий на основе электронного описания.
Применяемый в настоящее время в производстве плазово-шаблонный метод основан на принципе последовательного выполнения этапов подготовки производства, что наряду с невысокой точностью является один из его главных недостатков. Постановка на производство традиционными методами планера самолета требует 15-20 месяцев, с учетом цикла сборки и летных испытаний процесс выхода на серийное производства составляет 4-6 лет. Замораживание оборотных средств на такой период в условиях рыночных отношений, как правило, не устраивает ни заказчиков, ни производителей.
Для ускорения выхода продукции на рынок используется принцип параллельного инжиниринга на основе метода трехмерной мастер-модели.
В основе принципа мастер-модели лежит использование трехмерного электронного макета детали, прошедшего увязку в окружении сборки, как единого носителя геометрии и топологии конструкции для всех последующих разработок специальной технологической оснастки одновременно: шаблонов, приспособлений, штампов, рабочих болванок, пресс-форм, штампов и т.п. в результате электронная модель дает возможность параллельного выполнения работ всеми участками подготовки производства самолета, причем эти участки могут быть разделены тысячами километров.
Методы использования мастер-моели позволяют значительно сократить затраты на постановку производства. Практически полностью отпадает необходимость в увязочной оснастке. Если электронные макеты деталей увязаны в сборке, полностью отпадает необходимость выполнения плоских и объемных плазов. Изготовление шаблонов выполняется непосредственно с виртуального макета детали, а при наличии на предприятии координатно-измерительной техники технологический процесс изготовления оснастки может быть поострен без использования шаблонов.
При использовании трехмерных электронных макетов значительно упрощается контроль изготовленных деталей и элементов оснастки. Для этого используют координатно-измерительные машины. В России в настоящее время не создано промышленного производства этой точной техники. Практически все измерительные комплексы, применяемые на производстве самолетостроительными фирмами, импортные.
С внедрением бесплазового метода увязки встает вопрос о контроле деталей, узлов, агрегатов и оснастки, выполненных по трехмерным электронным моделям, так как традиционный контроль п шаблонам становится неактуальным. Методы контроля должны обеспечивать автоматизированный анализ геометрических параметров и возможность внесения корректировок в системы автоматизированного расчета и записи управляющей информации для станков с ЧПУ в целях повышения точности изготовления и сборки.
Указанным требованиям отвечают сравнительно новые методы контроля обводообразующих элементов конструкции самолета:
Ø с помощью координатно-измерительных систем и систем лазерного сканирования;
Московский Авиационный Институт... государственный технический университет... Комаров Ю Ю...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Сущность метода бесплазовой увязки размеров.
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
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
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 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
Производства.
Помимо непосредственного назначения самолета, условий его функционирования, уровня развития науки и техники, конструкция летательного аппарата определяется конкретным перечнем требований, выработан
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
Реализация плазово-шаблонного метода.
Принципиальная схема увязки форм и размеров агрегатов при использовании плазово-шаблонного метода увязки. (Рис.1.25)
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
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
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
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
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
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
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
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
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов