OTVET_2012

1

1.1.Механизация крыла. Назначение. Виды. Принципы действия. Конструкция элементов механизации. Конструкция механизмов выпуска-уборки
Механизация крыла представляет собой систему устройств (закрылков, щитков, предкрылков предназначенных для управления подъемной силой и сопротивлением самолета главным образом для улучшения его ВПХ. Эти же устройства могут применяться для повышения маневренных возможностей легких скоростных самолетов, а часть из них, например предкрылки, для улучшения поперечной устойчивости и управляемости самолета при полете на больших углах атаки, особенно на самолетах со стреловидным крылом.

Здесь в носовой части крыла предкрылки 1 или отклоняемые носки 8; в хвостовой части крыла закрылки (поворотно- выдвижные 9, одно-, двух- или трехщелевые 5), элерон-закрылок 10, гасители подъемной силы (тормозные щитки) 2. Все эти средства позволяют управлять подъемной силой и сопротивлением крыла, улучшая ВПХ самолета. 6- внешний элерон, 3- внутренний элерон, 4- интерцептор, 7 – триммеры. Требования к механизации крыла: максимальное увеличение 13 EMBED Equation.3 1415при отклонении средств механизации в посадочное положение при посадочных углах атаки самолета, минимальное увеличение 13 EMBED Equation.3 1415в убранном положении средств механизации, максимальное значение аэродинамического качества при разбеге самолета с небольшой тяго вооруженностью, синхронность действий механизации на обеих консолях крыла, простота конструкции и высокая надежность работы.
Факторы, увеличивающие несущую способность: увеличением эффективности кривизны профиля крыла при отклонении средств механизации в рабочее положение, увеличением площади крыла при применении выдвижных щитков или выдвижных закрылков, управлением пограничным слоем для обеспечения безотрывного обтекания верхней поверхности крыла или затягивания срыва на большие углы атаки за счет увеличения скорости пограничного слоя. Щитком наз-ся подвижная часть нижней поверхности крыла у его задней кромки, отклоняемая вниз для увеличения подъемной силы крыла и его сопротивления. Различают щитки с фиксированной осью вращения и выдвижные. Прирост подъемной силы получается за счет увеличения эффективной кривизны профиля при выпуске щитков и откоса пограничного слоя с верхней поверхности крыла в зону разрежения за щитком. Критические углы атаки крыла с выпущенными и убранными щитками близки между собой. Для выдвижных щитков прирост подъемной силы получается и за счет увеличения площади крыла. Конструкция щитка состоит из каркаса и обшивки. К каркасу крепится обшивка. Крепление к крылу при помощи шомпола на специальном профиле в передней части щитка и на заднем лонжероне крыла.
Закрылки - профилированная подвижная часть крыла, расположенная в его хвостовой части и отклоняемая вниз для увеличения подъемной силы крыла. Различают поворотный закрылок - поворачиваемый вокруг связанной с крылом оси вращения, выдвижной - поворачиваемый относительно оси вращения и одновременно смещаемый назад вдоль хорды крыла для увеличения его площади, щелевой - при отклонении которого между его носком и крылом образуется профилированная щель, многощелевой закрылок, составленный из нескольких подвижных звеньев отклоняющихся на разные углы и разделяющихся профилированными щелями. Конструкция поворотного закрылка состоит из каркаса и обшивки. Каркас обычно состоит из одного лонжерона, стрингеров и нервюр. Задняя часть закрылка может иметь сотовую конструкцию, что повышает его жесткость и уменьшает массу. Навеска такого закрылка осуществляется при помощи кронштейнов. Для его выдвижения назад по хорде и отклонения вниз используют специально спрофилированные направляющие рельсы, закрепленные на усиленных нервюрах крыла и опирающиеся на эти рельсы ролики, установленные на торцевых нервюрах закрылка на кронштейнах. На лонжероне закрылка закреплен кронштейн, с которым связана тяга силового привода выпуска и уборки закрылка. Очертания носка закрылка и задней части крыла, положение неподвижной оси вращения закрылка выбираются так, чтобы при отклонении закрылка образовывалась профилированная щель, ускоряющая движение проходящего через нее воздуха и направляющая его вдоль верхней поверхности закрылка. Это позволяет получит более высокие значения коэф-та подъемноой силы на взлете и посадке. Дефлектор -профилированная часть закрылка, установленная неподвижно перед носком закрылка и образующая щель перед ним. Конструкция 3-щелевого выдвижного закрылка. Он состоит из основного и хвостового звеньев и дефлектора. Основное звено является центральной несущей частью и главным силовым элементом закрылка, на котором монтируются хвостовое звено и дефлектор. Гасители подъемной силы(тормозные щитки) и интерцепторы-подвижные части крыла в виде профилированных щитков расположенные на верхней поверхности крыла впереди закрылков и служащие для управления подъемной силы. При включении гасители подъемной силы (тормозные щитки) отклоняются вверх симметрично на обеих половинах крыла, а при включении интерцепторов вверх отклоняется интерцептор только той половины крыла, в сторону которой надо создать крен. Поэтому интерцепторы являются органом поперечной управляемости самолета. Использование гасителей подъемной силы при заходе на посадку позволяет уточнять заход, увеличивая крутизну планирования, т. к. при отклонении этих средств механизации уменьшается подъемная сила крыла и увеличивается его сопротивление. Предкрылки профилированная подвижная часть крыла, расположенная в носовой его части. При выпуске предкрылков между ними и носовой частью крыла образуется профилированная щель, обеспечивающая более устойчивое обтекание крыла на больших углах атаки. При работе трансмиссии ее механизмы перемещают предкрылок рельсами по кареткам, закрепленным на переднем лонжероне крыла. Щитки Крюгера устанавливают в корневой части крыла на его носке. Они обеспечивают безотрывное обтекание крыла только до определенного угла атаки, после чего начинается резкий срыв потока. Поэтому наиболее ранний срыв потока в корневой части стреловидного крыла при отсутствии срыва на его концевых частях создает пикирующий момент на уменьшение углов атаки, что повышает безопасность полета.



2.Технологический процесс (ТП) и его структура. Классификация ТП, виды документации, унифицированные ТП.
В зависимости от типа производства разраб-ся технол-ое описание произв-ых процессов на различном уровне. В условиях многономенклатурного, единичного или многосерийного производства разраб-ся в осн-ом маршрутные ТП. В маршр. карте указывают какая пов-ть обраб-ся, а также указ-ют оборудование и норму времени. Такие компоненты технологии как оснащение (приспос. зажимное , шпиндельная оснастка, патроны, суппорты, инструмент режущий и мерительный) выбирает высококвалифицированный рабочий. Для деталей параметры которых точнее 11 квалитета разраб-ся маршр-опер процессы т.е. на отдельной операции такого процесса разр-ют операц карты. Это операции на которых формируется точность наиболее отв-ных пар-ров, на них как правило важную роль играет базирование, метод настройки оборудования оснащ, всё это указ-ся в операц картах, указ режим межпереходные размеры, припуски. Операц ТП с заполнением на всю деталь разрабатывают в случае крупносерийрого или массового производства.
Еденичным ТП – назыв ТП изгот или ремонта изделия одного наименования типа размера и исп-я независимо от типа произодства.
Униф-ным ТП – назыв процесс относящийся к группе изделий, деталей, сб едениц хар-ся общностью констр-х и технологич признаков.
Среди униф различают типовые и групповые ТП
К констр признакам относ: форму, размеры их точность, шероховатость поверхн, материал, прочность, твёрдость.
К тех-им признакам относят: типовые схемы базир-я, типовые методы обр-ки эл-х пов-тей.
Типовой ТП – это процесс изгот-я изделий с общими технол признаками
Групповой ТП – это процесс изготовления группы изделий с общими технол признаками
Проект-ныйТП – это поцесс выполняемый по предварительному проекту тех-ой документации. ТП соотв-ий современным достиж-ям науки и техн. , методы и ср-ва осущ-я которого предстоит освоить назыв проектным
ТП выполн по рабочей техн и констр докум-ции назыв рабочим
ТП применяемый на предпр огранич период времени назыв временным.
ТП установл гос стандартом наз стандартным
ТП в составл которого включается не только технол операции, но и операции переем-ия, контроля, отчистки наз-ся комплексным



4.Технологическая классификация деталей САПР
Классификацией называют разделение множества объектов на подмножества по их сходству или различию в соответствии с принятыми методами.
Признаком классификации называют свойство или характеристику объекта, которые могут принимать качественное или количественное выражение, называемое значением признака классификации.
Существует 2 метода классификации: иерархический и фасетный. При иерархическом методе заданное множество объектов последовательно разделяется на подчиненные классификационные группировки. Фасетный метод предусматривает параллельное разделение множества объектов на независимые классификационные группировки по различным признакам классификации.
С классификацией непосредственно связан процесс кодирования. Кодирование-это образование и присвоение кода классификационной группировке и объекту классификации. Код-это знак или совокупность знаков, принятых для обозначения классификационной группировки и объекта классификации. Методы кодирования:
последовательный, состоит в образовании кода классификационной группировки с использованием кодов последовательно расположенных группировок, полученных при иерархическом методе классификации
параллельный, состоит в образовании кода классификационной группировки с использованием кодов независимых группировок, полученных при фасетном методе классификации
порядковый, состоит из образования кода их чисел натурального ряда и его присвоение
серийно-порядковый, по которому образование кода производится из чисел натурального ряда с закреплением отдельных серий или диапазонов этих чисел за объектами классификации с одинаковыми признаками.
Процесс кодирования выполняется на основе классификаторов, которые представляют собой упорядоченный перечень наименований объектов классификации и классификационных группировок и их кодовых обозначений.
ХХХХ. ХХХХХХ. ХХХ
13 EMBED Equation.3 1415 код организации-разработчика порядковый регистрационный номер
код классификационной характеристики
Код классификационной характеристики:
ХХ. Х Х Х Х
Класс Вид
Подкласс
Группа Подгруппа
Классификация и кодирование изделий обеспечивает необходимые условия для решения целого ряда задач:
организация и упорядочения хранения и использования информации
быстрого поиска как конструкторской, так и технологической документации
использования в производстве чертежей, разработанных другими предприятиями
проведения работ по унификации и стандартизации изделий и ТП
применение вычислительной техники при подготовке и организации производства.


















































Билет №2
1. Нагрузки, действующие на самолет в полете. Горизонтальный и вертикальный порывы. Перегрузки при маневрах в горизонтальной и вертикальной плоскости. Расчетные случаи.
Силы, действующие на самолет состоят из: 1.аэродинамических сил, приложенных к внешним поверхностям самолета; 2.сил веса; 3.сил от двигательной установки.
Движение сам-та под действием этих сил происходит в соответствии с законами Ньютона. При проектировании и расчете на прочность самолетных конструкций необходимо знать все внешние нагрузки, действующие на сам-т при различных режимах полета и посадки. Нагрузки, действующие на сам-т задаются НЛГС (нормами летной годности сам-та), нормами прочности. Внешние нагрузки, действующие на сам-т можно разбить на 2 группы: 1.нагрузки, действующие в полете;
2. нагрузки, действующие при посадке и на земле.
Режимы полета самолетов. В процессе эксплуатации сверхзвуковые самолеты могут одновременно подвергаться воздействию аэродинамического нагрева, действию внешних нагрузок и продолжительности режима полета. Самолеты с околозвуковой скоростью будут иметь только комбинацию внешних нагрузок и продолжительности режимов полета. В первом случае наиболее опасными для прочности конструкции сверхзвукового сам-та оказывается воздействие кратковременных, значительных по величине внешних нагрузок при наличии температуры или же длительно - действующих часто повторяющихся небольших внешних нагрузок, число которых весьма велико при наличии температуры. Для самолетов с околозвуковой скоростью должно учитываться сочетание различных внешних нагрузок с продолжительностью воздействия их на конструкцию. При этом существенную роль будут играть явления, связанные с работой конструкции на выносливость.
10% - уходит на спуск; 80% - на подъем; 10% - крейсерский режим.
Кратковременные режимы Нестационарные кратковременные режимы могут иметь место при разгоне, торможении, наборе и потере высоты, а также при выполнении маневров. Для оценки прочности конструкции при таких режимах существенную роль будут играть температурные напряжения. Длительные режимы
Стационарный режим нагружения самолета продолжается длительное время. При установившемся полете дополнительными нагрузками действующими на самолет являются нагрузки от неспокойного воздуха. В основном на самолет действуют малые часто повторяющиеся возмущения, скорость которых менее 3м/с, а сильные порывы воздуха, скорость которых более 3м/с действуют на него редко и кратковременно. Продолжительность действия нагрузок, вызванных порывом более 3м/с на высоте 9000м составляет 1,15сек на 1 час полета. В зависимости от высоты полета скорости вертикальных порывов принимают следующими: на высотах до 10км – скорость порыва 15м/с; на высотах выше 10км – скорость порыва 10м/с. Внешние нагрузки действующие на самолет при различных режимах полета Режимы горизонтального полета
При совершении горизонтального полета на самолет действуют следующие силы: 1.Подъемная сила У; 2.Сила веса G; 3.Тяга двигателей Р; 4.Сила лобового сопротивления Х.
Несовпадение точек приводит к появлению момента М=У*а=Уго*Lго Lго – расстояние от центра тяжести до давления У горизонтального оперения называется плечом ГО. У=G; Х=Р – т.е. при горизонтально установившемся полете имеет место равенство подъемной силы самолета его весу, а сила лобового сопротивления равна тяге двигателей. Такой режим называется нормальным
Криволинейный полет самолета в вертикальной плоскости
Пусть самолет совершает криволинейный полет в вертикальной плоскости по дуге с радиусом r. В этом случае на самолет действует
1.Сила тяги двигателей Р; 2.Сила веса G; 3.Сила лобового сопротивления Х; 4.Подъемная сила У; 5.Центробежная сила Nn; 6.Тангенциальная сила Nt. Полет самолета в неспокойном воздухе
В атмосфере всегда наблюдаются воздушные течения разных направлений и разных мощностей, которые возникают вследствие неравномерного нагрева поверхности земли. Если скорость движения воздуха возрастает до максимального значения в течение более 2 секунд, то такие перемещения масс воздуха называются потоками. Перемещения воздуха с большим градиентом нарастания скорости называются порывами. При оценке прочности самолета рассматривают 2 вида порывов: горизонтальный и вертикальный.
Горизонтальный порыв 13 EMBED Equation.3 1415






В случае горизонтального порыва увеличивается У на величину W – горизонтальный порыв воздуха. Поскольку скорость горизонтального порыва 15м/с, то она по сравнению со скоростью полета самолета незначительна. Вследствие этого перегрузка будет небольшой, в основном она составляет 1,21,5.
Вертикальный порыв (однократная болтанка) Самолет совершает прямолинейный горизонтальный полет со скоростью V0 и попадает в зону, где действует вертикальный порыв воздуха со скоростью W. В этом случае скорость самолета изменяется как по величине, так и по направлению. При изменении угла атаки, изменяется коэффициент подъемной силы, а следовательно и У. Циклическая болтанка В атмосфере имеются мощные вертикальные порывы, вызванные неравномерностью нагрева земной поверхности, резкими изменениями рельефа местности, движениями воздуха на стыке атмосферных фронтов и т.п. Мощные воздушные порывы действуют в пространстве на значительном расстоянии друг от друга и их влияние на самолет рассматривают изолированно для каждого воздушного порыва. Слабые воздушные порывы в пространстве встречаются достаточно часто, и они расположены друг от друга на близком расстоянии. При полете эти порывы действуют на самолет в виде повторных а/д импульсов. Повторяемость а/д импульсов тем чаще, чем больше скорость полета самолета и их воздействие на самолет рассматривают непрерывно. Это явление носит название циклической болтанки.
Расчетные случаи нагружения делятся на:
1.полетные А, А`, B, C, D, D`
2.посадочные Eш, Еш`, Rш, Gш. (Eш+ Rш, Eш+ Gш)















СЛУЧАЙ А
Криволинейный полет самолета на максимальном альфа, который соответствует Сymax. Заданными величинами являются Сymax, nэmax, f=1,5 – коэффициент безопасности. По этим данным определяется Yэmax.
СЛУЧАЙ B
Криволинейный полет самолета на весьма малых положительных альфа (1,5-30) с резким отклонением элеронов или же выход из пикирования на малые альфа с максимально возможной скоростью, соответствующей qmaxmax. Заданными величинами являются qmaxmax, nB=0.5*na, f=2.
СЛУЧАЙ А`
Криволинейный полет самолета на малых положительных альфа (4-60). Заданными величинами являются f=1.5, nэA`=nэA= nэmax.
СЛУЧАЙ С
Отвесное пикирование с резким отклонением элеронов и с максимально возможной скоростью. Заданными величинами являются Су=0, nэс=0, f=2, qc=qmm.
СЛУЧАЙ D
Криволинейный полет самолета на отрицательных альфа или же резкий вход в пикирование. Заданными величинами являются nэD=-0.5* nэmax, f=max.
СЛУЧАЙ D`
Криволинейный полет самолета на малых отрицательных альфа. Так же как и случай D нагружает конструкцию на обратные нагрузки. Заданными величинами являются nэD`=-0.5* nэA, f=1.5, qD=qmm.

2. Расчет сил закрепления заготовок в приспособлении.
На заготовку при обработке в приспособлениях действуют силы резания, объемные силы (силы тяжести, центробежные и инерционные) и силы закрепления. Под их действием заготовка должна находиться в фиксированном положении и в равновесии. Задача силового расчета состоит в определении всех действующих на заготовку сил и обеспечении их равновесия, т.е. обеспечении неподвижности заготовки путем уравновешивания сдвигающих ее сил силами закрепления с достаточным по их величине запасом.
При выполнении силового расчета вначале определяются силы, действующие на поверхность заготовки, и силы резания в их наиболее неблагоприятных направлениях по отношению к заготовке. Определяются точки приложения и направления сил закрепления. Затем составляются уравнения равновесия сил, по которым определяются силы закрепления заготовки. С учетом величины сил закрепления ведется расчет зажимных механизмов и их приводов. Сила закрепления заготовки определяется из условий равновесия сил, которые суммируются на основе рассмотрения схемы действия всех сил на заготовку, включая силы трения на поверхностях контакта заготовки с установочными и зажимными элементами. При этом учитывается коэффициент запаса, который является комплексной величиной, представляемой в виде произведения: 13 EMBED Equation.3 1415, где К0=1,5-гарантированный коэф-т запаса; К1=1,0-1,8-учитывает степень затупления инструмента; К2=1,0-1,2-учитывает неравномерный припуск; К3=1,0-1,2-учитывает прерывистость резания; К4=1,0-1,2-учитывает непостоянство сил закрепления; К5=1,0-1,5-учитывает непостоянство положения сил на поверхностях контакта элементов приспособления с заготовкой. При определении сил закрепления приняты следующие допущения: - влиянием жесткостей зажимных и опорных устройств на распределение сил пренебрегают
- силы, распределенные по площадке ограниченных размеров, считают сосредоточенными в центре тяжести этой площадки
- силы, распределенные по кольцевой площадке малой ширины, считают распределенными вдоль средней окружности кольца
- массой заготовки пренебрегают - руководствуются принципом независимости действия сил.

Разработка схемы закрепления заготовки расчет усилия зажима
Спроектированное приспособление для фрезерования снабжено пневмоприводом. Основным назначением силового пневмопривода является создание исходящей силы тяги Рu, необходимый для зажима заготовки силой Q.
Основным элементом пневмопривода является пневмодвигатель. В спроектированном приспособлении использован поршневой пневмодвигатель, основными элементами которого являются цилиндр и поршень. Ход поршня в данном приспособлении 10 мм. Рассматриваемый привод двухстороннего действия, т.е. прямой и обратный ходы штока являются рабочими.
Зажимное усилие на штоке расчитывается по формуле:

13 EMBED Equation.3 1415 (2.12)
D- диаметр поршня, см
р-удельное давление воздуха, кг/см13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415- кпд привода, зависящий от потерь на трение и от утечки воздуха (13 EMBED Equation.3 1415=0,8-0,85)
Р =0,78513 EMBED Equation.3 1415
Заготовка устанавливается отверстиями на штыри устанавливаемые во втулках в корпусе приспособления.

13 EMBED AutoCAD.Drawing.15 1415
рис.2.1. Схема зажима

Окружная сила Р стремится сдвинуть заготовку. Удерживать ее в приспособлении будут силы трения между заготовкой и опорным элементом приспособления Ftp1(рис.2.1) и между заготовкой и зажимными устройствами Ftp2(рис.2.1).
Уравнение сил с учетом коэффициента надежности закрепления имеет вид:

Ftp1 + Ftp2 = К·Рz, (2.13)
Ftp1 = P( f1
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
где P – усилие зажима;
f1 =0.16 – коэффициент трения между заготовкой и опорными элементами приспособления;
f2 =0.16 - коэффициент трения между заготовкой и зажимными устройствами.
Чтобы в процессе обработки заготовка не сдвинулась с установленного положения принимают


Ftp1 + Ftp2 ( К*Рz (2.16)

К = К0·К1·К2·К3·К4 =1,5·1,2·1,2·1,2·1,3 = 2,7 - коэфициент запаса (2.17)
К0 = 1,5 - гарантированный запас
К1 = 1,2 – учитывает увеличение сил резания из-за случайных неровностей (при черновой обработке)
К2=1,2;
К3 = 1- учитывает увеличение сил резания при прерывистом резании
К4 = 1,3 для зажимных механизмов с пневмоприводом
Окружная сила при фрезеровании Рz=432 Н
13 EMBED Equation.3 1415
1286,4>1167








4. Технологическая подготовка современного машиностроительного производства
Производственный процесс представляет собой совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления и ремонта выпускаемых изделий.
В состав ПП включаются все действия по изготовлению и сборке продукции, контролю ее качества, хранению и перемещению на всех стадиях изготовления, организации снабжения и обслуживания рабочих мест и участков, управления всеми звеньями производства, а также все работы по технической подготовке производства. Рациональная организация ПП невозможна без проведения тщательной технической подготовки производства.
Техническая подготовка производства включает в себя следующее:
1. Конструкторскую подготовку производства (разработку конструкции изделия и создание чертежей общей сборки изделия, сборочных элементов и отдельных деталей изделий, запускаемых в производство с оформлением соответствующих спецификаций и других видов КД).
2. Технологическую подготовку производства, т.е. совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечивающую технологическую готовность предприятия к выпуску изделий заданного уровня качества при установленных сроках, объеме выпуска и затратах. К технологической подготовке производства относятся обеспечение технологичности конструкции изделия, разработка ТП, проектирование и изготовление средств технологического оснащения, управление процессом технологической подготовки производства.
3. Календарное планирование ПП изготовления изделия в установленные сроки, в необходимых объемах выпуска и затратах.
Рост трудоемкости проектирования ТП с увеличением выпуска продукции объясняется тем, что в крупносерийном и массовом производстве разработка процессов производится более тщательно, чем в серийном (увеличивается по общему объему, усложняется технологическая оснастка, подробнее разрабатывается документация).
ТПП представляет собой сложный комплекс организационно-технических мероприятий и инженерно-технических работ, направленных на подготовку изготовления новых изделий. При этом главной задачей ТПП является обеспечение выпуска нового изделия в короткие сроки и с наименьшими затратами.
Трудоемкость технологического проектирования составляет 25% (в %-х от общей трудоемкости технической подготовки) в условиях мелкосерийного производства, до 50% при серийном и до 70% при массовом производстве.
Высокий уровень ТПП сокращает трудоемкость изготовления деталей и сборки изделия, а значит, сокращает и длительность производственного цикла, снижает себестоимость продукции, уменьшает расход материала, повышает качество машин и т.д.
Выделяют 9 функций системы ТПП:
- организация и управления ТПП
- конструкторско-технологический анализ изделия
- обеспечение технологичности конструкции изделия
- организационно-технический анализ производства
- проектирование ТП
- разработка технологических нормативов
- проектирование средств технологического оснащения
- обеспечение СТО
- отладка технологического комплекса.
По трудоемкости эти функции составляют почти 75% всего объема работ по подготовке производства.
С функциональной точки зрения значение блока проектирования ТП очень велико. Разработанные ТП определяют методы обеспечения точности при сборке и изготовлении деталей, форму организации производства и, следовательно, трудоемкость процессов. Виды заготовок и припуски на обработку характеризуют КИМ при механической обработке. Разработка унифицированных операций и ТП в значительной степени определяет объем работ практически по всем задачам ТПП. От принятого уровня оснащенности, видов применяемой оснастки и специального инструмента зависит объем работы в конструкторских подразделениях. Обоснованное нормирование всех элементов ТП в основном определяет себестоимость изделия. Т.о. блок проектирования ТП является центральным, основным звеном всей системы, и автоматизация подготовки производства в значительной степени зависит от того, как решаются вопросы по автоматическому проектированию процессов механической обработки и сборки.
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ
По ГОСТ 14.004-83 машиностроительное производство – это производство с преимущественным применением методов технологии машиностроения при выпуске изделий.
Производство подразделяется на основное и вспомогательное. Основное производство занято выпуском товарной продукции. Функцией вспомогательного производства является производство средств, необходимых для обеспечения функционирования основного производства.
Различают также опытное и установившееся производства. Опытное производство – это производство образцов, партий или серий изделий для проведения исследовательских работ или разработки конструкторской и технологической документации. Производство изделий по окончательно отработанной конструкторской и технологической документации является установившимся производством.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА ПРОИЗВОДСТВА
Сложность современных изделий машиностроения обусловливает необходимость выполнить большой объем работы по технической подготовке производства до начала их промышленного выпуска.
Техническая подготовка производства включает в себя в качестве основных этапов конструкторскую, технологическую и организационную подготовку.
Конструкторская подготовка изделия имеет своей целью разработку конструкции изделия и создание чертежей общей сборки изделия, сборочных элементов и отдельных деталей изделия, запускаемых в производство с оформлением соответствующих спецификаций и другой конструкторской документации.
Технологическая подготовка производства (ТПП) по ГОСТ 14.004-83 – это совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечивающих технологическую готовность предприятия к выпуску изделий заданного уровня качества при установленных сроках, объеме выпуска и затратах. Основными функциями (задачами) технологической подготовки производства являются: обеспечение технологичности конструкции, разработка ТП, проектирование и изготовление средств технологического оснащения.
Организационная подготовка производства включает в себя календарное и технико-экономическое планирование и организацию производства изделия в установленные сроки в заданном объеме выпуска.
Технологическая подготовка производства базируется на Единой системе технологической подготовки производства (ЕСТПП). Согласно ГОСТ 14.001-73 ЕСТПП – это установленная государственными стандартами система организации и управления процессом технологической подготовки производства, предусматривающая широкое применение прогрессивных типовых ТП, стандартной технологической оснастки и оборудования, средств механизации и автоматизации производственных процессов, инженерно-технических и управленческих работ.
Технологическая подготовка является самой трудоемкой частью технической подготовки производства. Трудоемкость технологического проектирования составляет (в процентах от общего объема технической подготовки) около 30-40% для условий мелкосерийного производства и до 50-60% в массовом производстве. Как показывает практика, трудоемкость технологического проектирования в 2-3 раза превышает трудоемкость конструирования машин.









Билет 3
1.Шасси самолета. КСС по расположению амортизаторов, опорных элементов. Кинематич схемы уборки – выпуска.

ШАССИ обеспечивает опирание самолета на грунт, маневрирование, разбег и пробег при взлете и посадке. Оно включает: опорные элементы (колеса или лыжи) и силовые элементы – стойки, траверсы, подкосы и других, соединяющих опорные элементы с конструкцией фюзеляжа или крыла. В конструкцию опор входит амортизационная система и тормозные устройства. Это позволяет воспринимать с помощью шасси, возникающие при соприкосновении самолета с аэродромом статические и динамические нагрузки, предохраняя от разрушения конструкцию самолета; рассеивать поглощаемую энергию удара самолета при посадке; поглащать и рассеивать значительную часть кинематической энергии поступательного движения самолета после приземления для сокращения длины пробега.
Кроме общих требований (прочность, жесткость) предъявляются специфические:1.Устойчивость движения сам. по грунту (зависит от компоновки опор) 2.Обеспечение заданной проходимости опорные элементы должны созд. возм-ть страгивания с места и разгон. 3.Аморт. сист. должна поглощать и рассеивать энергию удара сам. о грунт (=0,5MV2y+0,25GHцт.) 4.Тормозные устр-ва колес должны поглощать и рассеивать значит. долю кинет. энергии поступ.движ.сам-та. 5.Вес шасси д.б .минимален. На соврем .сам-ах наиб. распростр. получила 3-хопорная схема шасси с носовой опорой. Носовая стойка крепится к фюзеляжу (впереди от центра тяжести), а основные к крылу или фюзеляжу. Осн. геом. параметры: 1.Продольная база. 2. Колея В-влияет на хар-ки попер. и путевой устойч., управляемость Расположение стоек зависит от удобства крепления и возм-тью уборки. 3.Высота шасси h д.б.миним. (расст. от нижней точки фюз. до грунта) 4.Вынос осн. опор отн-но ц.т. e=h*tg
·. 5.Стояночный угол
·ст.-м/у осью фюз. при стоянке и плоск. грунта. В сумме с установочным углом крыла
·уст д.б. близок к наивыгодн. углу атаки для разбега.6.Посадочный угол
·0 (м/у осью фюз. и линией,соед-ей точку соприкосн. колес осн. опор и грунта с предохранит-ой опорой на фюз-же). 7.Угол выноса осн. опор
·, д.б.>
·0,чтобы при посадке предотвратить опрокидывание на хвост.8.угол,хар-ий колею. Прим. также 2-хопорная (велосипедная)-вынужденная схема, обусловленная трудностями размещения опор на высокорасположенном крыле и многоопорная на сам. повышенной проходимости. Трехопорная с хвостовой опорой в наст. время прим. редко.
По способу восприятия и передачи нагрузок: 1.Балочные-в плоскости YХ работает как опорная балка, в YZ-как консольная балка.2.Подкосно-балочные:для уменьш. изгиб. моментов Мz и Мх стойку подкрепляют подкосами- лобовым в пл.YX и боковыми в пл.YZ. На сам. стойка крепится с пом. траверсы 3.Ферменные-легкая, но трудно убирать. По схеме распол. колес на стойке: 1.Телескопические колеса закрепл. непосредственно на штоке амортизатора, лобовой удар восприн. изгибом стойки. Передача крут. момента от штока к цилиндру осущ. припомощи двухзвенника. 2.Рычажные способны амортиз-ть нагр., напр. под углом к оси стойки на выносной амортизатор (он нагружен только силами, действ. вдоль его оси). Кинем. схемы уборки-выпуска: 1.Основные стойки в крыло ,фюз., гондолы. Уборка в крыло по размаху наиболее проста, поворот стойки только вокруг одной оси. Чтобы занимало меньший объем-колесо поворачивают отн-но стойки. В гондолы - многоколесная тележка во время уборки поворач. в пл-ти стойки на угол=90град. Уборка в фюз. может происх. с поворотом стойки вокруг одной оси, может повор. вокруг двух взаимно перпенд. осей. 2.Носовые убир .в перед. часть фюз. вращением в пл. симметрии сам. По потоку; или против(повышает надежность сист. выпуска)

Шасси представляет собой систему опор, необходимых для взлета, посадки, передвижения и стоянки самолета на земле, палубе корабля или воде. Конструкция опоры состоит из опорных элементов – колес, лыж или других устройств, посредством которых самолет соприкасается с поверхностью базирования (аэродром), и силовых элементов – стоек, траверс, подкосов и других, соединяющих опорные элементы с конструкцией фюзеляжа или крыла. В конструкцию опор входит амортизационная система и тормозные устройства. Это позволяет:
воспринимать с помощью шасси возникающие при соприкосновении самолета с аэродромом статические и динамические нагрузки, предохраняя тем самым конструкцию агрегатов самолета от разрушения
рассеивать поглощаемую энергию ударов самолета при посадке и рулении по неровной поверхности, чтобы предотвратить колебания самолета
поглощать и рассеивать значительную часть кинетической энергии поступательного движения самолета после его приземления для сокращения длины пробега.
В решении этих задач и состоит основное назначение шасси.
Контруктивно - силовые схемы (КСС) опор шасси по способу крепления опорных элементов (стойки) к самолету. Различают подкосную и консольную схемы.
В консольной схеме (рис.1) стойка шасси крепится к конструкции самолета при помощи узла, находящегося в верхней ее части. Конструкция этого узла обеспечивает при уборке стойки ее вращение в одной из плоскостей, в остальных направлениях узел обеспечивает жесткую заделку. В выпущенном положении шасси такая стойка в силовом отношении представляет собой консольную балку. К преимуществам этой схемы следует отнести конструктивную простоту, к недостаткам – более сложные условия нагружения. Такие схемы применяются сравнительно редко, главным образом, на легких самолетах.
В подкосной схеме (рис.2) стойка подкрепляется подкосами в одной или нескольких плоскостях, что приводит к ее разгрузке от изгибающего момента. В качестве одного из подкосов может использоваться и подъемник шасси.
Несмотря на большую в сравнении с консольной схемой конструктивную сложность, подкосная схема из-за преимуществ, связанных с более благоприятными условиями нагружения стойки, получила очень широкое распространение.

Рис.1 Рис.2
КСС опор шасси по расположению амортизаторов. Различают телескопическую, полурычажную и рычажную схемы.
Амортизатор, на штоке которого навешиваются колеса, является в то же время и стойкой (рис.3). эта амортизационная стойка работает на сжатие, изгиб и кручение. Крутящий момент со штока на цилиндр передается двухзвенником, звенья которого при этом работают на изгиб. Благодаря конструктивной простоте эта схема нашла широкое применение. К недостаткам ее следует отнести плохую амортизацию передних ударов и большое трение в буксах при изгибе амортизатора, что ухудшает условия его работы и усложняет работу уплотнений.
Амортизацию переднего удара обеспечивают стойки с так называемой полурычажной навеской колес (рис.4). здесь амортизатор так же, как и в предыдущей схеме, работает на сжатие, изгиб и кручение, но одновременно имеет возможность амортизировать передний удар. Схема с полурычажной навеской колес нашла применение главным образом на передних опорах.
Опоры шасси с рычажной навеской колес, в свою очередь, могут быть выполнены по двум схемам: с внешним амортизатором (рис.5,а) и с внутренним (рис.5,б). У такой схемы амортизатор воспринимает передние удары, обеспечивая плавность движения при разбеге и пробеге, что является важным преимуществом этой схемы.

Рис.3 Рис.4 Рис.5
Кинематические схемы уборки-выпуска.

Рис.6 Рис.7 Рис.8

Рис.9 Рис.10
Применение параллелограмного механизма, позволяет при уборке стойки развернуть колесо в вертикальное положение (рис.6). Схема уборки и выпуска передней опоры легкого самолета (рис.7 и рис.9): уборка происходит вперед по полету. На рис.8 показана схема уборки основной опоры самолета, разворачивая тележку на 180°. На рис.10 показана схема уборки основной опоры самолета С-5, при уборке такой опоры поперечная балка, стойки с тележкой и амортизаторами разворачивается в корпусе стойки на 90°.

Выбор схемы базирования заготовок в приспособлении. Расчет точности приспособления.
На основе анализа положений теории базирования можно сформулировать 2 основных принципа базирования, т.е. придания заготовке требуемого положения относительно выбранной системы координат: - для придания заготовке полной определенности положения или полной ориентации в выбранной системе координат необходимо придать системе координат технологических баз заготовки определенность положения в 6 направлениях, что достигается с помощью специальных опорных устройств, либо выверкой - для достижения требуемой точности обработки на данной операции необходимо при базировании придать заготовке определенность положения с соответствующей точностью лишь в направлениях выполняемых размеров и направлениях, определяющих расположение обрабатываемых поверхностей, в то время, как в других направлениях строгой определенности положения заготовки может не быть. При неполном базировании каждая заготовка в некоторых направлениях относительно осей координат станка может занимать произвольное положение.
Расчет приспособления на точность заключается в определении точности изготовления приспособления по заданному параметру. Чаще всего расчетный параметр определяет точность расположения рабочих поверхностей установочных элементов приспособления относительно опорных поверхностей корпуса, которыми приспособление соединяется со станком. Направление расчетного параметра должно совпадать с направлением выполняемого размера при обработке заготовки. Точность изготовления приспособления характеризуется значением выбранного расчетного параметра. Это значение составляет некоторую часть допуска выполняемого размера при обработке заготовки в данном приспособлении.
Погрешность обработки, определяющая величину допуска Т, выполняемого на данной операции размера, складывается из погрешности базирования, погрешности ее закрепления, погрешности установки приспособления на станке, погрешности, связанной с износом элементов приспособления, а также погрешности от перекоса инструмента и погрешности, вызываемой другими факторами, не зависящими от приспособления.
13 EMBED Equation.3 1415,
где 1,2 – запас точности приспособления (1020%);
13 EMBED Equation.3 1415 - погрешность базирования;
13 EMBED Equation.3 1415 - погрешность закрепления;
13 EMBED Equation.3 1415 - погрешность изготовления и износа приспособления
Допуск на изготовление приспособления будет определяться зависимостью:
13 EMBED Equation.3 1415
Схема базирования считается приемлемой, если расчетная погрешность меньше допустимой.

1. Определяем фактическую погрешность для размера 20Н12
13 EMBED Equation.3 1415
где: 13 EMBED Equation.3 1415погрешность базирования 13 EMBED Equation.3 1415 т. к. конструкторская и технологическая база совпадает
13 EMBED Equation.3 1415погрешность зацепления 13 EMBED Equation.3 1415
2. Определяем суммарную погрешность
13 EMBED Equation.3 1415
где: 13 EMBED Equation.3 1415поправочный коэффициент 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415 погрешность технологической системы 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
3. Определяем допустимую погрешность
13 EMBED Equation.3 1415
где: 13 EMBED Equation.3 1415допуск на размер 13 EMBED Equation.3 1415
условие:
13 EMBED Equation.3 1415
4. Определяем суммарную погрешность приспособления
13 EMBED Equation.3 1415
Выбор схемы базирования заготовок в приспособлении
Черновая обработка.
При обработке заготовок, полученных литьем и штамповкой, необработанные поверхности в качестве баз можно использовать только на первых операциях. При дальнейшей обработке это не допускается.
В качестве технологических баз следует принимать поверхности достаточных размеров, что обеспечивает большую точность базирования и закрепления заготовки в приспособлении. Эти поверхности должны иметь более высокую точность, наименьшую шероховатость, не иметь литейных прибылей, литников, окалины и других дефектов.
У деталей, не подвергающихся полной обработке, за технологические базы для первой операции рекомендуется принимать поверхности, которые вообще не обрабатываются. Это обеспечит наименьшее смещение обработанных поверхностей относительно необработанных.
Если у заготовок обрабатываются все поверхности, в качестве технологических баз для первой операции целесообразно принимать поверхности с наименьшими припусками. Тем самым при дальнейшей обработке исключается возможность появления на них “чернот”.
База для первой операции должна выбираться с учетом обеспечения лучших условий обработки поверхностей, принимаемых в дальнейшем в качестве технологических баз.
Чистовая обработка.
При выборе баз следует иметь в виду, что наибольшая точность обработки достигается при условии использования на всех операциях механической обработки одних и тех же базовых поверхностей, т.е. при соблюдении принципа единства баз.
При чистовой обработке рекомендуется также соблюдать принцип совмещения баз, согласно которому в качестве технологических базовых поверхностей используются конструкторские и измерительные базы. При совмещении технологической и измерительной баз погрешность базирования равна нулю.
Базы для окончательной обработки должны иметь наибольшую точность размеров и геометрической формы, а также наименьшую шероховатость поверхности. Они не должны деформироваться под действием сил резания, зажима и собственной массы.
Выбранные технологические базы должны совместно с зажимными устройствами обеспечивать надежное, прочное крепление детали и неизменность ее положения во время обработки.
Принятые базы и метод базирования должны определять более простую и надежную конструкцию приспособления, удобство установки и снятия обрабатываемой детали.



4. МЕТОДЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.
Существует несколько классификаций методов автоматизированного проектирования ТП. Значительное распространение получила классификация В. Д. Цветкова, по которой выделяются три метода автоматизированного проектирования ТП: 1)алгоритмический анализ типовых и групповых процессов; 2)преобразование процессов-аналогов; 3)синтез ТП.
По классификации С. П. Митрофанова, Д. Д. Куликова, Б. С. Падуна и других выделяются два метода: 1)метод адресации, который соответствует первому и второму методам по классификации В. Д. Цветкова; 2)метод синтеза.
С учетом современного состояния работ по САПР ТП, а также для возможности использования классификации при решении разнообразного круга задач САПР (разработки, использования, изучения) предлагается выделить следующие четыре метода автоматизированного проектирования ТП: 1)параметрический метод, в котором структура ТП задается технологом вручную (собственно синтез ТП отсутствует), а в автоматизированном режиме определяются параметры ТП; 2)метод повторного использования процессов-аналогов; 3)проектирование на основе унифицированных (типовых и групповых) ТП; 4)проектирование по методу синтеза ТП.
Сущность параметрического метода заключается в разделении функций между ЭВМ и человеком. Технологическое проектирование в этом случае состоит из двух этапов.
Первый этап – безмашинное проектирование модели технологического процесса, состоящей из структуры ТП и размерной структуры ТП. На этом этапе технологом вручную решаются трудноформализуемые творческие по характеру задачи, а именно:
- формирование структуры ТП (технологического маршрута и последовательности перехода в операциях);
- выбор (назначение) модели оборудования для каждой операции;
- выбор технологических баз, схем установки и типов установочно-зажимных приспособлений;
- установление размерной структуры ТП (системы размерных связей системы простановки размеров и технических требований (ТТ) на расположение поверхностей).
Модель структуры ТП может быть представлена совокупностью последовательных операционных эскизов, отражающих состояние детали на всех стадиях изготовления, – своего рода покадровой разверткой ТП. Модель размерной структуры может быть описана в виде графов размерных связей (диаметральных, линейных и т.д.) или в форме таблиц (матриц) размерных связей.
Второй этап – автоматизированное проектирование (расчет, определение) параметров ТП и отдельных операций. Он начинается с ввода в ЭВМ исходной информации о детали (название, шифр, материал, твердость, покрытие и т.д.), структуре ТП (номера, название операций, атрибуты вспомогательных, технологических и контрольных переходов по каждой операции), размерной структуре детали и ТП. Затем в автоматическом режиме на ЭВМ решаются следующие задачи проектирования:
- расчет припусков на обработку, операционных размеров и допусков на них;
- выбор (назначение) средств технологического оснащения (режущего, вспомогательного и измерительного инструментов);
- расчет режимов резания и нормирование ТП, оценка вариантов;
- проектирование управляющих программ для оборудования с ЧПУ;
- формирование текстовой документации;
- формирование графической документации;
- формирование информации для АСУП.
Системы автоматизированного проектирования рассматриваемого типа легко адаптируются к производственным условиям, требуют введения небольшого объема исходных данных и легко воспринимаются технологами при внедрении. С их помощью можно проектировать ТП для широкой номенклатуры деталей, включая и весьма сложные. Однако эффективность (качество, оптимальность) решений в таких системах во многом зависит от квалификации технолога.
Система параметрической настройки являются автоматизированными системами низкого уровня, с которых целесообразно начинать автоматизацию технологического проектирования. Системы такого типа помогают быстрее снять так называемый психологический барьер, существующий между технологом и вычислительной техникой, отработать организацию работ на предприятии при проектировании ТП с помощью ЭВМ, создать, отладить и освоить банк данных технологического назначения и т.д.

Метод повторного использования процессов-аналогов основан на использовании имеющихся банке данных ТП на детали, конструктивные и технологические признаки которых соответствуют признакам детали, для которой проектируется ТП. Схема автоматизированного получения ТП в этом случае будет следующая: детальдеталь-аналогпроцесс на деталь-аналогпроцесс на деталь. По определенным образом сформулированному запросу в банке данных отыскивается деталь-аналог, на основе номера и чертежа отыскивается в базе данных ТП на выбранную деталь-аналог. Этот процесс подвергается преобразованию на основе информационной модели конкретной детали: структура процесса преобразовывается путем исключения лишних структурных элементов ТП (операций, переходов). Алгоритм преобразования строится на основе выявления различий между конкретной деталью и деталью-аналогом по составу элементов (поверхностей) и характеристикам элементов по точности и шероховатости. Затем производится определение (расчет, выбор) параметров каждой операции (определение припусков и операционных размеров, режимов резания и т.д.). Этот метод применим для проектирования ТП на детали типовых форм, отличающихся только размерами (например, плоские одновенцовые зубчатые колеса и т.п.).
Рассмотрим теперь сущность автоматизированного проектирования ТП на основе унифицированных ТП. Первой и основополагающей частью этого метода является проблемно-ориентированная система классификации и группирования деталей. Все детали (предприятия, цеха), подлежащие переводу на автоматизированное проектирование ТП, разделяются на группы. Число наименований деталей в группе может колебаться от 50-100 для сложных до 400-500 для простых деталей. Для каждой группы деталей создается комплексный представитель. Его чертеж должен иметь поверхности всех деталей данной группы. Поверхности комплексного представителя, а в необходимых случаях координатных оси и точки нумеруются по определенным правилам. При решении задач проектирования номера поверхностей играют роль кодовых чисел или признаков, по значениям которых определяется число ступеней обработки, метод обработки и т.д. Затем применительно к чертежу комплексного представителя разрабатывается сводные (унифицированные, типовой) ТП, оформляемый в виде двух документов: «Сводный перечень операций» и «Сводный перечень переходов», которые названы типовыми технологическими решениями (ТТР). Для непосредственного проектирования ТП на заданные детали ТТР в форме сводного перечня операций и сводного перечня переходов не используются. На их основе разрабатываются таблицы применяемости операций и таблицы применяемости переходов, отличающиеся от ТТР тем, что в них включены логические условия выбора того или иного структурного элемента ТП на основе анализа признаков детали и ее элементов. По своей форме таблицы применяемости являются таблицами соответствий.
Подсистема подготовки переменной информации в САПР на основе унифицированных ТП содержит правила и формы подготовки информации на детали, для которых необходимо спроектировать ТП. Формой представления переменной информации является карта информации о детали.

Автоматизированное проектирование по методу синтеза ТП. Существует несколько разновидностей этого метода. Алгоритмически и программно доведен до реализации метод синтеза с элементами-аналогами. Такими элементами являются унифицированные (типовые) планы отработки поверхностей или сочетаний поверхностей и унифицированные планы их связей. Для одного и того же элемента детали разрабатывается несколько вариантов унифицированных планов обработки, обеспечивающих рациональную обработку элементов детали в зависимости от сочетаний условий обработки.
Входной информацией для проектирования является сведения о детали, а также коды ее элементарных поверхностей и сочетаний поверхностей, информация об их отношениях (расположении) и размерных связях. Первой проектной процедурой будет выбор для каждого элемента детали одного (близкого к оптимальному для заданных условий) варианта унифицированного плана его обработки. В результате формируется массив формоизменяющих переходов обработки детали, путем преобразования которого производится автоматизированное проектирование процесса за четыре шага (уровня).
На первом уровне проектируется принципиальная схема (ПС) ТП, которая характеризуется составом и последовательностью этапов обработки детали. На втором уровне формируется технологический маршрут изготовления детали. На этом уровне определяются состав и последовательность операций, назначаются технологические базы, устанавливается тип оборудования. На третьем уровне проектируется операционная технология, т.е. уточняется структура операций, назначается оснастка: приспособления, измерительный и режущий инструмент, рассчитываются параметры каждого перехода, операции и всего ТП в целом. На четвертом уровне проектирования формируются управляющие программы для оборудования с ЧПУ.
Как показывает опыт разработки и внедрения, все рассмотренные методы автоматического проектирования ТП широко применяются в САПР ТП. По своим возможностям они не противоречат, а дополняют друг друга. Программы, построенные на основе типизации ТП, характеризуются меньшими (на 30-40 %) объемами и затратами машинного времени по сравнению с программами, построенными по методу синтеза. В связи с этим автоматизацию проектирования ТП на детали типовых форм целесообразно осуществлять на основе методов типизации ТП, а на остальные детали – преобразованием процессов-аналогов и на основе синтеза ТП.















Билет 4
1. РАБОТА ПОДКРЕПЛЕННЫХ ОБШИВОК ПРИ ОДНООСНОМ РАСТЯЖЕНИИ-СЖАТИИ. РЕДУКЦИОННЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ.

Возьмем панель, состоящую из обшивки и профилей (рис. а), и нагрузим ее внешней равномерно распределенной нагрузкой такой величины, при которой обшивка не теряла бы своей устойчивости между стрингерами (профилями). При этом напряжения сжатия по поперечному сечению панели будут одинаковы по величине как в обшивке, так и в стрингерах:

·сж= -
·сжЕ
Далее будем увеличивать внешнюю нагрузку на панель. Напряжения сжатия будут расти в обшивке и стрингерах, и при некотором критическом значении действующих напряжений (
·д
·
·кр) обшивка потеряет устойчивость между стрингерами.
Если обшивка не подкреплена к профилям, то она несет только критическую нагрузку на сжатие как свободно опертая по контуру пластина; при дальнейшем росте внешней нагрузке стрингеры воспринимают на себя нагрузку, превышающую критическую нагрузку обшивки (Р-Ркр) (рис.б).
13 EMBED AutoCAD.Drawing.15 1415
Обшивка и стрингеры всегда скреплены между собой, поэтому они взаимно поддерживают друг друга при совместной работе на сжатие или растяжение. Благодаря этому обшивка не только несет постоянные критические напряжения сжатия, но еще способна воспринимать дополнительно часть внешней нагрузки, действующей на всю панель. При этом действительные нормальные напряжения сжатия будут значительно выше критических.
Очевидно, что обшивка после потери устойчивости включается в работу только через заклепки. Вследствие этого в обшивке появляются кроме нормальных напряжений сжатия еще касательные напряжения. Напряжения сжатия
·кр.обш.) в середине панели будут наименьшие и по мере приближения к профилям достигают максимального значения, равного напряжениям стрингеров (
·max обш=
·стр), если материалы обшивки и стрингеров одинаковы.
Редукционный коэффициент
· – коэффициент, который характеризует участие обшивки в совместной работе со стрингерами при сжатии. Редукционный коэффициент в практике часто выражают и через другие параметры: приведенную ширину обшивки, приведенную площадь обшивки и т.д.

·=
·ср.обш/
·стр
Fпр - приведенную площадь обшивки
Fобш
·ср= Fпр
·стр,
откуда
·ср/
·стр =Fпр /Fобш
Таким образом, величину редукционного коэффициента можно выразить через любые геометрические и силовые параметры подкрепленной панели.

·=
·ср/
·стр=bпр/b= Fпр /Fобш=
·пр/
·
Значения редукционных коэффициентов можно определить по приближенным формулам Соколова:

·=0,44+0,56
·кр.обш/
·стр;

·=13 EMBED Equation.3 1415
где
·кр.обш – критическое напряжение пластины (обшивки) с учетом отношения сторон и краевых условий;
·кр.стр – критическое напряжение стрингера (профиля) или полки лонжерона.
Тогда приведенная ширина определится по формуле:
13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415

Определение несущей способности панелей, состоящих из разных материалов, при осевом сжатии.

Рассмотрим работу панели, состоящей из дюралевой обшивки, подкрепленной стальными профилями.
Исходя из условия совместности деформаций обшивки и стрингеров, можно записать:

·lобш =
·lстр

·обш =
·lобш / l =
·стр =
·lстр / l
где
·l,
· – абсолютные и относительные деформации обшивки и стрингеров.
Выразив относительные деформации через напряжения вблизи стрингера, получим:

·обш / Еобш =
·стр / Естр
откуда
·обш =
·стр Еобш / Естр
Величина редукционного коэффициента для дюралевой обшивки при разных материалах будет:

· разн.мат =
· одн.мат (Едюр/Ест)
Принимая во внимание все выше стоящие формулы и равенство
· max обш =
· кр.стр при одинаковых материалах обшивки и стрингеров, получим:

13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415
Приведенная ширина соответственно будет
13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED AutoCAD.Drawing.15 1415
На рисунке показано распределение нормальных напряжений по поперечному сечению панели, состоящей из силовых элементов разных материалов, при сжатии за пределом устойчивости обшивки.









2. ТОЧНОСТЬ В МАШИНОСТРОЕНИИ И МЕТОДЫ ЕЕ ДОСТИЖЕНИЯ.

Точность большинства изделий машиностроения и приборостроения является важнейшей характеристикой их качества. Современные мощные и высокоскоростные машины не могут функционировать при недостаточной точности их изготовления в связи с возникновением дополнительных динамических нагрузок и вибраций, нарушающих нормальную работу машин и вызывающих их разрушение. Повышение точности изготовления деталей и сборки узлов увеличивает долговечость и надежность эксплуатации механизмов и машин. Этим объясняется непрерывное ужесточение требований к точности изготовления деталей и машин в целом. Важное значение имеет повышение точности и для процесса производства изделий. Повышение точности исходных заготовок снижает трудоемкость механической обработки, уменьшает размеры припусков на обработку деталей и приводит к экономии металла. Получение точных и однородных заготовок на всех операциях технологического процесса является одним из непременных условий автоматизации обработки и сборки.
Повышение точности механической обработки устраняет пригоночные работы на сборке, позволяет осуществить принцип взаимозаменяемости деталей и узлов и ввести поточную сборку, что не только сокращает трудоемкость последней, но также облегчает и удешевляет проведение ремонта машин в условиях их эксплуатации.
При решении проблемы точности в машиностроении технолог должен обеспечить: требуемую конструктором точность изготовления деталей и сборки машины при одновременном достижении высокой производительности и экономичности их изготовления; необходимые средства измерения и контроля фактической точности обработки и сборки; установку допусков технологических межоперационных размеров и размеров исходных заготовок и их выполнение в ходе технологического процесса.
Под точностью детали понимается ее соответствие требованиям чертежа: по размерам, геометрической форме, правильности взаимного расположения обрабатываемых поверхностей и по степени их шероховатости.
Заданную точность обработки заготовки можно достигнуть одним из двух принципиально отличных методов: пробных ходов и промеров, а также методом автоматического получения размеров на настроенных станках.
Метод пробных ходов и промеров. Сущность метода заключается в том, что к обрабатываемой поверхности заготовки, установленной на станке, подводят режущий инструмент и с короткого участка заготовки снимают пробную стружку. После этого станок останавливают, делают пробный замер полученного размера, определяют величину его отклонения от чертежного и вносят поправку в положение инструмента, которую отсчитывают по делениям лимба станка. Метод пробных ходов и промеров имеет достоинства: на неточном оборудовании позволяет получить высокую точность обработки; рабочий высокой квалификации путем пробных промеров и ходов может определить и устранить погрешность заготовки, возникшую при ее обработке на неточном станке; метод пробных ходов и промеров имеет недостатки: зависимость достигаемой точности обработки от минимальной толщины снимаемой стружки; появление брака по вине рабочего, низкую производительность обработки из-за больших затрат времени на пробные ходы. Метод автоматического получения размеров на настроенных станках. При обработке заготовок станок предварительно настраивается т. о., чтобы требуемая от заготовок точность достигалась автоматически, При использовании метода автоматического получения размеров на настроенных станках задача обеспечения требуемой точности обработки переносится с рабочего-оператора на настройщика преимущества: повышение точности обработки и снижение брака; точность обработки не зависит от минимально возможной толщины снимаемой стружки и от квалификации и внимательности рабочего; Использование этого метода в условиях мелкосерийного производства ограничивается некоторыми экономическими соображениями; потери времени на предварительную настройку станков могут превзойти выигрыш времени от автоматического получения размеров; затраты на изготовление однородных и точных исходных заготовок, требуемых для работы на настроенных станках, могут не окупиться при малых количествах выпускаемой продукции; тщательная технологическая подготовка производства с подробной разработкой технологических процессов и схем настройки станков неосуществима в условиях мелкосерийного и многономенклатурного производства.

4. КЛАССИФИКАЦИЯ САПР.
По ГОСТ 23501.101-87 САПР – это организационно-техническая система, входящая в структуру проектной организации и осуществляющая проектирование при помощи комплекса средств автоматизированного проектирования. САПР – человеко-машинная система, создаваемая как автоматизированная система, в которой проектирование ведется с помощью ЭВМ, важным звеном которого является проектировщик.
Согласно ГОСТ 25086-87 САПР классифицируется по восьми признакам.
По типу объекта проектирования ГОСТ предусматривает разделение САПР на девять классификационных группировок. Четыре первых группировки определены однозначно: 1) САПР изделий машиностроения и приборостроения; 2) САПР технологических процессов в машино- и приборостроении; 3) САПР объектов строительства; 4) САПР организационных систем. Группировки, обозначенные номерами 5-9, являются резервными и предназначены для выделения и кодирования САПР, не относящихся к указанным выше группировкам.
По второму признаку – разновидности объектов проектирования – ГОСТ не устанавливает специальных обозначений, а требует их указания и кодирования в соответствии с действующими в каждой отрасли промышленности системами обозначения проектной документации. Число разрядов кодового обозначения различных объектов проектирования стандартом не ограничено и устанавливается на отраслевом уровне. На практике разновидности объектов проектирования в большинстве случает не кодируются, а обозначаются сокращенным названием.
По признаку «разновидность объектов проектирования» можно выделить следующие объектно-ориентированные САПР ТП: 1) холодной штамповки; 2) горячей объемной штамповки; 3) механической обработки; 4) средств технологического оснащения (приспособлений, режущих и измерительных инструментов); 5) сборки машин и др.
По признаку «сложность объекта проектирования» стандарт предусматривает выделение САПР: 1) простых объектов с числом составных частей до 102; 2) объектов средней сложности с числом составных частей от 102 до 103; 3) объектов очень высокой сложности с числом составных частей свыше 103.
Составной частью объекта проектирования, представляющего собой технологический комплекс, сооружение или изделие, является деталь. Для такого объекта проектирования, как ТП, за составные части можно принять операции ТП.
По признаку «уровень автоматизации проектирования» выделяются системы: 1) низкоавтоматизированного проектирования (автоматизирующие до 25 % проектных процедур); 2) среднеавтоматизированного проектирования (от 25 до 50 %); 3) высокоавтоматизированного проектирования (свыше 50 %). Для отнесения САПР к последней группе в ней должны быть применены методы многовариантного оптимального проектирования. В случае невыполнения последнего требования систему относят к группе среднеавтоматизированных систем.
По признаку «комплексность автоматизации проектирования» предусмотрено деление САПР на следующие группы: 1) одноэтапные; 2) многоэтапные; 3) комплексные. К первой группе относятся системы автоматизации одного из этапов проектирования соответствующего объекта, ко второй – системы автоматизации нескольких, но не всех этапов, к третей – системы автоматизации всех этапов проектирования.
По признаку «характер выпускаемых проектных документов» установлены девять классификационных группировок САПР, шесть из которых однозначно определены, а именно: 1) текстовых документов (на бумаге); 2) текстовых и графических документов (на бумаге); 3) документов на машинных носителя (перфокартах, перфолентах, магнитных лентах, дисках и т.п.); 4) документов на фотоносителях (микрофильмах, микрофишах, фотошаблонах и т.п.); 5) документов на двух типах носителей; 6) документов на всех типах носителей. Коды группировок 7, 8 и 9 оставлены резервными.
По признаку «число выпускаемых документов» однозначно определены три классификационные группировки САПР: 1) малой (до 105 проектных документов в год в пересчете на формат 11); 2) средней (от 105 до 106); 3) высокой производительности (свыше 106). Коды под номерами 4-9 являются резервными.
По признаку «число уровней в структуре технического обеспечения» выделены САПР: 1) одноуровневые; 2) двухуровневые; 3) трехуровневые.
Основой технического обеспечения одноуровневой системы является универсальная ЭВМ средней или большой мощности со штатным набором периферийных устройств. Дополнительно могут использоваться различные средства хранения, ввода, вывода и тиражирования информации, подключаемые к основной ЭВМ. Техническое обеспечение двухуровневой САПР состоит из ЭВМ среднего или высокого класса и автоматизированных рабочих мест (АРМ) с собственными мини-ЭВМ. Трехуровневая САПР наряду с техническими средствами двухуровневой системы должна иметь периферийное программно-управляемое оборудование (чертежные автоматы, установки для изготовления фотошаблонов, комплексы для контроля управляющих программ для станков с ЧПУ и т.п.).
Рассмотренные признаки классификации САПР и классификационные группировки легли в основу правил их кодового обозначения, которые можно иллюстрировать следующей схемой.
Признаки классификации Код

1) Тип объекта проектирования Х
2) Разновидность объекта проектирования ХХ
3) Сложность объекта проектирования Х
4) Уровень автоматизации проектирования Х
5)Комплексность автоматизации проектирования Х
6) Характер выпускаемых проектных документов Х
7) Число выпускаемых проектных документов Х
8) Число уровней в структуре технического обеспечения Х
Рассмотрим пример кодового обозначения САПР ТП механической обработки для гибких производственных систем: 2. Механообработки ТВ.1.3.3.5.3.1.
Символы кода расшифровываются так: 2 – САПР проектирует ТП изделий машиностроения; механообработки ТВ – разновидность объекта – технологические процессы механической обработки деталей (тел вращения); 1 – число составных частей объекта (технологических операций) до 102; 3 – доля автоматизированных проектных процедур более 50%; 3 – система автоматизирует все этапы проектирования; 5 – система выпускает документы на двух типах носителей; 3 – число выпускаемых документов в пересчете на формат 11 свыше 106; 1 – система одноуровневая (использует ЕС ЭВМ со штатным набором периферийных устройств).






















Билет 5
1.Фюзеляж, назначение, требования. Конструктивно-силовые схемы. Работа элементов конструкции фюзеляжа под нагрузкой. Гермоднища
Фюзеляж самолета предназначен для размещения экипажа, оборудования и целевой нагрузки. В фюзеляже может размещаться топливо, шасси, двигатели. Являясь строительной основой конструкции самолета он объединяет в силовом отношении единое целое всей его части. Относительная (по отношению к массе самолета) Масса фюзеляжа=0,080,15. Основным требованием к фюзеляжу является выполнение им своего функционального назначения в соответствии с назначением самолета и условиями его использования при наименьшей массе конструкции фюзеляжа. Выполнение этого требования достигается выбором таких внешних форм и значений параметров фюзеляжа, при которых получаются минимальное его лобовое сопротивление и наибольшие полезные объемы при определившихся габаритах, использованием несущих фюзеляжей, создающих до 40 процентов подъемную силу в интегральных схемах самолета. Это позволяет уменьшить площадь крыла и снизить его массу; рациональным использованием полезных объемов за счет повышения плотности компоновки, а также за счет более компактного размещения грузов вблизи ЦМ. Согласованием силовой схемы фюзеляжа с силовыми схемами присоединенных к нему агрегатов. Должно быть обеспечено удобство подходов к различным агрегатам, размещенным в фюзеляже. К основным требованиям относятся обеспечение достаточных прочности и жесткости конструкции фюзеляжа при минимальной ее массе, высокой технологичности конструкции, а для военных самолетов еще и высокой боевой живучести. Фюзеляжи по своим КСС разделяются на фюзеляжи ферменной и балочной конструкций. Фюзеляж ферменной конструкции представляют собой пространственные фермы, состоящие из двух вертикальных (боковых) и двух горизонтальных (верхней и нижней) ферм, элементы которых (стержни) работают на растяжение-сжатие, а обшивка - на местную воздушную нагрузку. В таком фюзеляже силовыми элементами являются лонжероны (пояса ферм), стойки и раскосы в вертикальной плоскости, распорки и расчалки (гибкие стальные ленты) в горизонтальной плоскости, расчалки или раскосы между фермами и обшивка. В ферменном фюзеляже на осевые силы от изгиба работают в основном пояса лонжеронов. Поперечные силы воспринимаются элементами вертикальных (боковых) и горизонтальных (верхней и нижней) ферм – стойками, распорками и раскосами, крутящий момент Мк – пространственной фермой, состоящей из четырех ферм, соединенных в замкнутый контур. Балочные фюзеляжи состоят из тонкостенной работающей замкнутой оболочки и подкрепляющего ее каркаса. Различают балочно-лонжеронные, балочно-стрингерные и балочно-обшивочные фюзеляжи. В таких балочных фюзеляжах материал их конструкции распределен достаточно равномерно по периметру сечений (максимально разнесен относительно нейтральной оси) и используется поэтому наиболее целесообразно при восприятии различных нагрузок. Балочно-лонжеронный фюзеляж. В таком фюзеляже основными силовыми элементами являются мощные лонжероны, воспринимающие изгибающие моменты. Обшивка тонкая, подкрепленная стрингерами и шпангоутами чтобы не теряла устойчивость при работе на сжатие от моментов и на сдвиг от поперечных сил и крутящего момента. Лонжероны не имеют стенки и представляют собой стрингеры. Балочно-стрингерные фюзеляжи состоят из обшивки, подкрепленной стрингерами и шпангоутами, работающей совместно со стрингерами на осевые силы. Балочно-обшивочные фюзеляжи. Состоят из обшивки, подкрепленной набором нормальных и усиленных шпангоутов. Обшивка воспринимает все виды нагрузок и работает как на нормальные так и на касательные напряжения. Чтобы обшивка не теряла устойчивости увеличивают ее толщину, что приводит к увеличению массы обшивки и всего фюзеляжа. Герметические кабины. От избыточного давления обшивка герметизированных отсеков в зависимости от кривизны нагружается растягивающими или сжимающими распределенными усилиями. В поперечном сечении фюзеляжа в обшивке от действия этих сил возникают напряжения. В местах перелома образующих гермоотсека, например в стыках ее цилиндрической части с днищем, нагрузки могут оказаться весьма существенными, что требует установки здесь усиленных шпангоутов. Конструкция плоского днища для гермоотсеков требует при сравнительно тех же условиях и размерах более мощного подкрепления стенки днища и сама стенка здесь толще, т. к. плоское днище от избыточного давления будет работать еще и на изгиб.




Балочно-обшивочный ф Балочно-лонжеронный ф Балочно-стрингерный ф


Ф-ж является вместилищем полезной нагрузки, экипажа, оборудования, снаряжения и иногда силовой установки и топлива, в тоже время ф-ж соединяет вместе важные агрегаты самолета - это крыло, оперение, шасси, двигатели. Выбор основных параметров и характеристик следует производить с агрегатами и др частями сам-та. Исходными данными при этом являются величина расчетной дальности, масса коммерческой нагрузки, значение крейсерской скорости, высота полета, условие базирование, назначение сам-та.
Конструктивно силовая схема (КСС) бывает следующих типов:
Ферменные;
- жёсткие
- жёстко-расчалочные
балочные;
- обшивочные
- стрингерные
Комбинированные (смешанные)
На сам-х до военного периода и на некоторых в великой отечественной применялись ф-жи ферменного типа, они могут жесткого или жестко-расчалочного типа.
Жестко ферменный ф-ж состоит из следующих элементов конструкции: поясов воспринимающих Мизг в двух плоскостях, стоек распорок, подкосов и раскосов – эти стержни воспринимают перерезывающую силу и Мкрут. Такая ферма называется пространственной фермой, две плоские формы подкрепляются раскосами и подкосами.
Для придания ф-жу объёмную аэродинамическую форму, применяют надстройки и гаргрот.
Ферменные авиационные конструкции, как правило, изготавливаются из труб, соединение м/б болтовым либо заклепочным, часто в узлах устанавливают косынки. Обшивки боковых частей м/б из ткани (перкаль, авиазент), фанеры, шпона либо металла.
ДОСТОИНСТВА: простота, технологичность изготовления.
НЕДОСТАТКИ: низкая удельная прочность, использование гаргрота ведет к недостаточно эффективному использованию объема ф-жа.
Для массы конструкции стержни которые работают на растяжение, заменяют тросовыми расчалками.
На большинстве современных сам-х применяются ф-жи балочного типа: стрингерные (полумонокок), обшивочные (монокок), лонжеронные.
СТРИНГЕРНЫЕ ФЮЗЕЛЯЖИЖИ.
Широко применяются на сам-х различного назначения. Выполняют в виде тонкостенной подкрепленной оболочки. Продольный силовой набор состоит из часто расположенных силовых стрингеров, которые подкрепляют обшивку и воспринимают весь Мизг, при этом возникает осевые усилия сжатия и растяжения. Поперечный набор состоит из нормальных и усиленных шпангоутов, шпангоуты обеспечивают форму и участвуют в восприятии внутреннего давления, к ним так же крепятся др части сам-та (шасси, крылья, узлы нвески вооружения). Обшивка средней толщины и воспринимает Мкрут, Мизг и поперечную силу. Эти ф-жи имеют большой свободный внутренний объем и обладают повышенной живучестью.
ОБШИВОЧНЫЕ ФЮЗЕЛЯЖИ.
Эти ф-жи представляют собой обшивку подкрепленную шпангоутами, здесь нет элементов продольного силового набора, могут быть лишь местные балочки, оконтовка для усиления вырезов. Обшивка толстая, м/б многослойная, она воспринимает Q, Мкрут и Мизг. В этой конструкции снижается возможность появления усталостных трещин, имеет высокие звукоизоляционные свойства. Широко применяется там где есть большой внутренний наддув.
ЛОНЖЕРОННЫЕ ФЮЗЕЛЯЖИ.
Основные силовые элементы-лонжероны, которые практически являются поясами своеобразной объемной балки. Они воспринимают практически весь Мизг при этом возникают осевые усилия сжатия и растяжения. Стрингеры служат для подкрепления обшивки. Силовые шпангоуты составляют основную схему ф-жа и служат для восприятия и передачи сосредоточенных сил и моментов на обшивку и продольный набор. Нормальные шпангоуты придают форму и подкрепляют обшивку. Обшивка на современных сам-х включается в восприятие Мкрут и поперечной силы. Такие ф-жи успешно применяются на современных истребителях, у которых реактивный двигатель находится в хвосте.

Большое распространение также получили схемы комбинированного типа (смешанные).
ТРЕБОВАНИЕ К ФЮЗЕЛЯЖУ:
минимальное лобовое сопротивление;
рациональное использование внутренних объёмов;
обеспечение требуемого обзора из кабины пилотов экипажа;
удобное размещение экипажа, пассажиров, оборудования и грузов;
простота загрузки и выгрузки;
надежная герметизация и звукоизоляция, требуемая вентиляция, отопление и освещение кабины.
ГЕРМОДНИЩЕ. Гермоднище находится в ХЧФ, тем самым замыкая гермокабину. Оно необходимо для гермитезации ХЧФ.
От избыточного давления обшивка гермоотсеков, в зависимости от их кривизны нагружается растягивающими или сжимающими распределенными усилиями
·PRf, R-радиус гермоотсека; f-коэф безопасности;
·P-избыточное давление.
В поперечном сечении ф-жа, в обшивке от действия этих сил возникает напряжение
·r=
·PfR/
·об. В случае цилиндрического отсека со сферическим днищем, нагружение днища
·P вызывает в обшивке продольные напряжения
·x=
·Pf
·R2/(2
·R
·об) =
·PfR/(2
·), которые примерно в 2 раза меньше
·r. От
·P дополнительно нагружаются радиальными силами шпангоуты. Эти силы в случае в случае цилиндрического ф-жа для шпангоутов самоуравновешенные.
Конструкция плоского днища для гермоотсеков требует при сравнительно тех же условиях и размерах более мощного подкрепления обшивки, и сама обшивка здесь толще, т.к. плоские днища от Ризб будут работать и на изгиб.




Вопрос 2
Жесткость технологической системы. Исследования жесткости металлорежущих станков и их узлов были начаты Вотиновым в 1936 г. По его определению под жесткостью понимают "способность узла сопротивляться появлению упругих отжатий". Измерять жесткость j узла было предложено отношением приращения нагрузки к получаемому при этом приращению упругого отжатия:
где:
·Р - приращение нагрузки;
·
· -приращение упругого отжатия.
Принципиальная схема определения перемещения одной детали узла относительно другой под действием прикладываемой силы показана на рис. 1. По мере увеличения массы груза, подвешенного на тросе, возрастает сила Р, приложенная к концу шпинделя коробки скоростей. По показаниям индикатора, расположенного против точки приложения силы Р по направлению ее действия, судят о перемещении конца шпинделя относительно станины станка. Полученные данные в виде точек наносят на график и получают нагрузочную ветвь характеристики эквивалентная сила оказывается положительной и резец будет перемещаться в сторону заготовки.
Жесткость технологической системы во времени не является постоянной величиной. Значения характеристик жесткости станка в статическом состоянии и во время его работы не одинаковы. Даже в станке, работающем на холостом ходу, возникают вибрации, толчки и удары, при наличии которых силы трения в стыках деталей уменьшаются, и зазоры между деталями выбираются при меньших нагрузках.
Учитывая, что жесткость технологической системы переменна и ее значение зависит от многих факторов, проявление которых невозможно предвидеть заранее, ее характеристику следует отнести к разряду случайных величин, отсюда делаем следующие выводы:
1. Под жесткостью сборочной единицы и технологической системы следует понимать их способность оказывать сопротивление перемещению выбранной точки в направлении Действия силы, порождающей это перемещение. Жесткость представляет собой одну из характеристик их физического состояния.
2. Жесткость следует измерять отношением приращения
·Рэ эквивалентной силы к приращению перемещения
·у, измеряемого в направлении ее действия.
3. Характеристика жесткости является случайной величиной и не может быть отрицательной или бесконечно большой.
4. Условия измерения жесткости требуют строгой регламентации. Должны быть указаны координаты точек, в которых измеряют перемещения, точек приложения нагрузок, температура узла и т.д.
5. Величина, обратная жесткости, получила название податливости. Податливость w, мм/Н, - это способность сборочной единицы или технологической системы изменять относительное положение двух избранных точек под воздействием приложенной силы в направлении ее действия: w= 1/j.
Неравномерный припуск, снимаемый с поверхности заготовки, неоднородные свойства материала в различных частях заготовки, неодинаковая жесткость технологической системы при обработке заготовки в разных ее сечениях приводят к отклонениям формы обработанной поверхности детали.
По мере перемещения резца от задней бабки к передней и изменении угла
· приращение
·Рэ будет изменяться. В результате обработки форма поверхности детали будет отличаться от цилиндра (рис.2).
Следовательно, жесткость технологической системы существенно влияет на точность изготовляемых деталей. Вместе с тем от жесткости технологической системы зависит производительность процесса обработки. Стремясь удержать рассеяние упругих перемещений в допустимых пределах, приходится ограничивать колебания сил резания. Это может быть связано со снижением режимов обработки и увеличением числа рабочих ходов, т.е. с большими затратами времени на обработку.
Повышение жесткости технологической системы является одни из средств сокращения погрешности
·д динамической настройки и увеличения производительности обработки. Существуют следующие основные пути увеличения жесткости технологических систем.
1. Повышение собственной жесткости конструкции станков, приспособлений и режущего инструмента за счет сокращения числа звеньев в конструкторских размерных цепях, большей жесткости самих деталей и применения устройств, обеспечивающих предварительный натяг наиболее ответственных элементов технологическое системы. Натяг может быть создан пружинными, гидравлическими и другими видами механизмов, подвешенными грузами, зажимным устройствами, фиксирующими положение перемещаемого узла.
2. Обеспечение максимально достижимой жесткости станков, приспособлений и инструментов в процессе их изготовления. Особе внимание нужно уделять контактной жесткости поверхностей стыков деталей и качеству сборки элементов технологической системы.
3. Сокращение числа составляющих звеньев в размерных цепях технологических систем. Такого сокращения можно достичь, применяя приспособления, исключающие или уменьшающие влияние податливости станка на точность изготовляемой детали.
4. Повышение жесткости заготовки путем применения дополнительных опор, в частности, люнетов.
5. Правильные условия и режимы эксплуатации технологической системы. К числу таковых относятся предварительный прогрев технологической системы на холостом ходу, непрерывная и равномерная подача смазочного материала нужной консистенции к трущимся деталям, постоянство усилий закрепления заготовки, механизмов и узлов системы и др.
6. Систематический надзор за оборудованием и восстановление её первоначальной жесткости регулированием зазоров в подвижный соединениях, шабрением трущихся и износившихся поверхностей, периодический ремонт.
Вибрации технологической системы. Технологическая система с ее упругими свойствами и процессами резания, трения, процессами, протекающими в приводах, представляет собой сложную и замкнутую динамическую систему. Ее замкнутость обусловливается связями между звеньями системы, благодаря которым всякое воздействие на систему извне или возникшее в ней, воспринимается всей системой.

Рис. 3. Механическая модель технологической системы с упругими связями

Часты случаи, когда процесс спокойного резания нарушается, звенья системы начинают совершать колебательные движения, не предусмотренные схемой обработки. Установившиеся колебания значительной частоты называют вибрациями.
С возникновением вибраций колеблются станок, приспособление, инструмент и заготовка. На обработанной поверхности заготовки возникают волны, повышаются значения параметров шероховатости. Появление вибраций сопровождается характерным шумом, снижением стойкости инструмента и даже нарушениями соединений деталей станка и приспособления. Возникновение вибраций ограничивает производительность процесса обработки заготовок, так как вынуждает работать на пониженных скоростях, с меньшими глубинами резания и подачами инструмента.
Различают два вида вибраций: вынужденные и автоколебания.
Причинами вынужденных вибраций обычно являются колебания, передаваемые извне, динамическая неуравновешенность быстро вращающихся деталей станка, режущего инструмента или заготовки, дефекты передач в станке, наличие зазоров между деталями, прерывистый характер резания и т.п. Во всех указанных случаях возникновение вибраций легко объяснимо, так как имеется налицо возбудитель вибраций.
В отличие от вынужденных колебаний автоколебания представляют собой незатухающие колебания, вызываемые переменной силой, действующей в осуществляемом процессе. В технологической системе при обработке заготовок автоколебания порождаются процессом резания. Возникают они при определенных условиях и продолжаются, пока эти условия не будут изменены или не прекратится процесс резания.
Так как звенья технологической системы связаны между собой, то изменение состояния ее отдельных звеньев немедленно отражается на состоянии других звеньев. Но каждое из них имеет свои массу, жесткость, демпфирующие свойства конструкции и материала, коэффициент трения, Поэтому каждое звено по-своему реагирует на возмущение в технологической системе. Для объяснения механизма автоколебаний задачу упрощают и в ряде случаев технологическую систему рассматривают в одной плоскости с ограниченным числом степеней свободы.
Существуют следующие меры по повышению устойчивости технологической системы к вибрациям.
1. Повышение жесткости технологической системы всех ее составляющих звеньев, включая заготовку. Увеличение жесткости повышает частоту собственных колебаний системы и уменьшает их амплитуду.
2. Уменьшение центробежных сил в технологической системе путем лучшей балансировки быстровращающихся деталей.
3. Выбор режимов резания, при которых обработка заготовки будет идти при отсутствии вибраций.
4. Выбор инструмента, геометрия которого повышает виброустойчивость технологической системы. С этой целью рекомендуется применять инструменты, имеющие углы в плане больше 45°, передние углы положительные, малый радиус при вершине, возможно малый задний угол, не работать сильно затупившимся инструментом.
5. Изоляция технологической системы от внешних воздействий в виде колебаний других станков, молотов, работающих двигателей и т.п. Средствами изоляции служат виброопоры, на которые устанавливают станок.
6. Применение виброгасителей гидравлических, механических, ударного действия и т.д., поглощающих энергию колебательного движения и снижающих интенсивность вибраций.


4. СОСТАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТА
Составление технологического маршрута обработки – представляет собой ЭТАП 5 проектирования ТП. На рис 1 представлена схема последовательности действий при составлении технологического маршрута обработки.
Основные документы и системы, необходимые для решения задач:
Документация типового, группового или единичного ТП;
Параметризованный чертеж детали, созданный в системе конструкторско-технологической параметризации.
Постановка задачи.
Задача спроектировать и (или) выбрать наиболее рациональный вариант технологического маршрута, включающего определение состава и последовательности операций, выбор технологических баз, оборудования и зажимных приспособлений для каждой операции. Формирование структуры технологического процесса осуществляется, начиная с чистовых этапов, а заканчивается черновыми и заготовительными, т.к. основой исходных данных служит рабочий чертеж детали с окончательными размерами.
Рис. 1. Схема последовательности действий при составлении технологического маршрута обработки
Исходными данными для проектирования на данном этапе служат полученные на предыдущих этапах несколько наиболее рациональных вариантов принципиальных схем ТП, сведения о форме, размерах и точности детали и заготовки, программе выпуска.
В качестве технических ограничений выступает набор применяемого на заводе оборудования, оснастки, основных материалов и их техническая характеристика.
ЭТАП 5.1. Выбор вида проектируемого процесса (единичный, типовой, групповой) и степени его детализации.
ЭТАП 5.2. Уточнение методов обработки поверхностей.
ЭТАП 5.3. Объединение переходов в операции.
ЭТАП 5.4. Составление вариантов маршрута обработки и их эффективности по себестоимости, трудоемкости, энергопотреблению, материалоемкости обрабатываемой детали и технологического оборудования.
ЭТАП 5.5. Выбор типов оборудования.
ЭТАП 5.6. Определение (уточнение) последовательности технологических операций (по типовому или групповому технологическому процессу).
1. Установление последовательности операций исхода из формы детали и размеров:
- ранг поверхности. Вначале должны обрабатываться основные поверхности; затем поверхности первого, второго и т.д. рангов (данная рекомендация относится только к чистовым и получистовым операциям);
- принцип совмещения конструкторских баз с технологическими.
- удобство установки детали. В ряде случаев размерные цепи рабочего чертежа не обеспечивают создания достаточно удобных в конструктивном и эксплуатационном отношении установочно-зажимных элементов приспособлений. Тогда приходится отступать от принципа совмещения баз и идти на уменьшение допуска на некоторые размеры в расчете на то, что простота приспособления и удобство работы компенсируют затраты на обеспечение более жестких допусков на эти размеры.
2. В тех случаях, когда обрабатываемые поверхности не связаны жесткими допусками и техническими требованиями или их величина настолько велика, что не оказывает влияния на последовательность обработки, последняя должна учитывать расстановку оборудования в цехе и прогрессивные технологические традиции проектирования технологии на конкретном предприятии, при этом:
учет в алгоритмах определения последовательности операций расстановки оборудования в цехах обеспечивает максимально возможную прямоточность технологического процесса, при которой сводятся к минимуму встречные потоки деталей по станкам цеха. Например, при отсутствии в цехе станков для точной обработки зубчатых, шлицевых или резьбовых поверхностей их обработку необходимо вынести в конец этапа, чтобы, выполнив эти операции на другом участке, деталь не возвращали обратно, а направляли на склад или на сборку;
использование в алгоритмах опыта проектирования технологии на конкретном предприятии дает возможность учесть влияние организационных и других факторов на последовательность операций, которое на сегодняшний день не поддается расчету. Например, на ряде станкостроительных заводов обработка наружных резьб выносится в конец этапа, а при отсутствии термообработки - в конец технологического процесса. Это делается для того, чтобы при установке детали на других операциях и транспортировке не повредить резьбу. На других предприятиях этот фактор не принимают во внимание, но учитывается ряд других особенностей.
ЭТАП 5.7. Определение средств технологического оснащения.
Примечание. На данном этапе принимается окончательное решение о способе получения: заготовки, а при установлении общей последовательности обработки рекомендуется учитывать следующие положения:,
1. Каждая последующая операция должна уменьшать погрешности предыдущей обработки и улучшать качество поверхности.
2. В первую очередь следует обрабатывать поверхности, которые будут служить технологическими базами для: последующих операций.
3. Затем необходимо обрабатывать поверхности, с которых снимается наибольший слой металла, что позволит своевременно обнаружить возможные внутренние дефекты заготовки.
4. Операции, при которых возможно появление брака из-за внутренних дефектов в заготовке, нужно производить на ранних стадиях ее обработки.
5. Обработка остальных поверхностей ведется в последовательности, обратной степени их точности: чем точнее должна быть поверхность, тем позже она обрабатывается. Обработка менее точных поверхностей может выполнять в виде перехода при обработке высокоточных поверхностей (операция изначально компонуется с целью получения высокоточной поверхности, а затем по возможности в ее могут быть добавлены переходы обработки низкоточных поверхностей, если это не повлияет на качество основной поверхности).
6. Заканчивается процесс изготовления детали обработкой той поверхности, которая должна быть наиболее точной и имеет наибольшее значение для эксплуатации детали. Если она была обработана ранее, до выполнения других смежных операций, может возникнуть необходимость в ее повторной обработке.
7. Отверстия нужно сверлить в конце технологического процесса, за исключением тех случаев, когда они служат базами.
8. Не рекомендуется совмещение черновой и чистовой обработок не мерным инструментом на одном и том же станке, но, чтобы избежать трудоемких переустановок крупногабаритных и тяжелых заготовок, черновую и чистовую обработку таких заготовок иногда выполняют за одну операцию. Такое построение маршрутной технологии характерно для любых деталей в мелкосерийном производстве. Во всех случаях выполнения черновой и чистовой обработки за одну операцию рекомендуется сначала провести черновую обработку всех поверхностей, а затем выполнить чистовую обработку тех поверхностей, для которых она необходима.
9. Если деталь подвергается термической обработке по ходу технологического процесса, механическая обработка расчленяется на две части: до термической обработки и после нее.
10. Технический контроль намечают после тех этапов обработки, где вероятна повышенная доля брака перед сложными и дорогостоящими операциями, после законченного цикла обработок, а также в конце обработки детали-
В массовом производстве необходимое качество обработки обеспечивается установлением условий статистического управления и регулирования технологического процесса.
Приведенные рекомендации по разработке технологического маршрута не являются обязательными и требуют творческого подхода в каждом конкретном случае. Работа по составлению маршрутов обработки существенно облегчается при использовании типовых технологических процессов на данную группу деталей.










Билет 6.
1.Стыки основных агрегатов самолета (фюзеляж-крыло, фюзеляж- оперение). Достоинства и недостатки.
Соединения, с помощью которых осуществляется крепление отъемных частей крыла к центроплану или к борту, фюзеляжа или одной части крыла к другой, называются стыковыми. Стыковое соединение соединение разъемное, поэтому его конструкция должна обеспечивать простоту монтажа и демонтажа крыла.
В крыльях с заделкой по лонжеронам стыковое соединение осуществляется с помощью узлов, монтирующихся на лонжеронах.
Вспомогательный лонжерон имеет шарнирный стыковой узел, соединительным элементом которого является стыковой болт. Узел состоит, как правило, из вилки и ушка (рис. 1) . Зазор между вилкой и ушком, между соединительным болтом и отверстием в узле должен быть по возможности меньшим. При отсутствии зазоров болт будет работать на срез. При больших же зазорах болт будет работать и на изгиб, что потребует увеличения его диаметра. Последнее нежелательно с точки зрения размеров и массы узла. Конструкция крепления такого узла на лонжероне различная и зависит от действующих на узел нагрузок, конструкции лонжерона, монтажных условий и т.н. Крепление узла к лонжерону осуществляется при помощи болтов и заклепок.
Основной лонжерон, передающий изгибающий момент, имеет жесткий стыковой узел, элементы которого закреплены на верхнем и нижнем поясах. В жестком узле стыковые болты могут располагаться как вертикально, так и горизонтально. При горизонтальном расположении болта его ось может быть параллельной плоскости стыковой нервюры или перпендикулярной к ней.


Рис. 1. Шарнирный узел на вспомогательном лонжероне Рис. 2. Стыковой узел с горизонтальными болтами, ось которых параллельна плоскости нервюры



Рис. 3. Узел гребенчатого типа

Рис. 4. Стыковой узел с горизонтальными болтами, ось которых перпендикулярна плоскости нервюры


При конструировании жесткого узла для уменьшения его массы необходимо стремиться к выполнению следующих двух условий:
1) для уменьшения усилий на стыковые болты расстояние между верхним и нижним болтом должно быть по возможности большим;
2) центр масс сечения пояса лонжерона должен совпадать сточкой приложения передаваемой силы на стыковом болте. Если это условие выполняться не будет, пояс лонжерона и сам узел будут загружаться местными изгибающими моментами, что приведет к увеличению массы. С точки зрения аэродинамики желательно, чтобы стыковые узлы вписывались в габаритные размеры крыла.
На рис. 2 показана схема жесткого узла, в котором стыковые болты расположены горизонтально и их ось параллельна плоскости стыковой нервюры. Жесткое соединение лонжерона осуществляется здесь, с помощью двух узлов вильчатого типа. Стыковой болт в этом соединении работает на срез в двух плоскостях. В узлах гребенчатого типа (рис. 3) благодаря увеличению плоскостей среза диаметр стыкового болта получается меньше. Такой узел легче вписывается в габаритные размеры крыла, но он значительно сложнее с технологической точки зрения.
На рис. 4 приведена схема жесткого узла, в котором стыковые болты расположены горизонтально и их ось перпендикулярна плоскости нервюр. Желательно, чтобы ось болта совпадала с осью пояса лонжерона. Большим преимуществом этой конструкции является более простое обеспечение взаимозаменяемости, так как может быть допущен зазор между отверстием и болтом.
На рис. 5 изображена схема жесткого узла со стыковыми болтами, расположенными вертикально. Вертикальное расположение оси болта диктуется эксплуатационными и монтажными соображениями. На самолетах со складывающимися крыльями нижние узлы могут делаться с вертикальными легкосъемными стыковыми болтами, а верхние узлы - с горизонтальными болтами, параллельными плоскости стыковой нервюры и являющимися осью, относительно которой происходит поворот крыла при складывании.
В крыльях с малой строительной высотой иногда применяется стыковой узел с вертикальными стыковыми болтами, изображенный на рис. 6. Из-за малой строительной высоты лонжерона такого крыла в его поясах у стыковых узлов действуют очень большие осевые усилия. Если ставить обычный вильчатый узел, потребовался бы стыковой болт большего диаметра, а следовательно, были бы и большими габаритные размеры стыкового узла. Постановка двух или трех вертикальных стыковых болтов позволит соответственно уменьшить их диаметр и вертикальные габаритные размеры стыкового узла.


Рис.5. Стыковой узел с вертикальными болтами
Рис.6. Стыковой узел с вертикальными болтами на лонжероне малой строителей высоты


Рис.7. Стыковка по контуру с помощью уголковых профилей.



Рис.8. Стыковка по контуру с помощью специальных профиль. Крепление моноблочных крыльев осуществляется по всему силовому контуру. Конструктивно стыковое соединение моноблочных крыльев может быть выполнено различными способами.
Наиболее простой конструкцией является соединение при помощи уголковых профилей (рис.7). Снаружи по всему силовому контуру отъемной части крыла приклепываются уголки. Такие же уголки приклепывают и к ответной части конструкции. В стенках уголков делаются отверстия в которые вставляются стыковые болты. Недостатком такого крепления является Выступание его за габаритные размеры крыла, что даже при постановки обтекателя ухудшает аэродинамику. Кроме того, несовпадение осей болтов с линией действия силы в панели приводит к возникновению местных изгибающих моментов в стыковом угольнике и в панелях крыла. С аэродинамической точки зрения выгоднее ставить стыковой угольник внутрь крыла. Но такое соединение несколько хуже в эксплуатации, так как подход к болтам осуществляется через лючки в крыле. Общим недостатком стыковых соединений при помощи угольников является плохая передача усилий со стрингеров, особенно если стрингеры имеют сложную форму поперечного сечения. Поэтому такие конструкции не нашли применения.
Контурное креплений о6уществляется при помощи спец. стыковых профилей, обеспечивающих хорошую аэродинамику, малую массу стыка и удобный подход к стыковым болтам (рис. 8). .
В нормальном полете стыковые болты работают на срез от кручения и перерезывающей силы, а на нижней поверхности - и на растяжение при изгибе крыла. При отрицательных перегрузках, меньших, чем перегрузки в нормальном полете, на растяжение работают болты на верхней поверхности. По этой причине площадь сечения болтов на нижней поверхности больше, чем на верхней. Достигается это постановкой болтов большего диаметра или уменьшением их шага.
Узлы крепления разъемного стабилизатора к фюзеляжу или килю и узлы крепления киля к фюзеляжу конструктивно выполняются так же, как и узлы крепления крыла. В лонжеронных схемах это обычно шарнирные узлы, установленные на поясах лонжеронов. Крепление моноблочного оперения осуществляется по всему контуру.
Крепление неразъемного стабилизатора к фюзеляжу или килю осуществляется обычно в четырех точках с помощью шарнирных узлов (рис.9). Стыковой болт в таком узле работает на срез. Встречаются конструкции
Рис. 9. Стыковой узел с болом, работающим на растяжение







Рис 10 Передний узел стабилизатора с регулируемым на земле углом установки
стыковых узлов, в которых стыковые болты работают на растяжение (рис. 9)
Если предусматривается регулировка на земле установочного угла
стабилизатора, то обычно на передних узлах устанавливается специальная
гребенка (рис. 10). Гребенка имеет прорезь, в которой может перемещаться стыковой болт. Фиксация узла в требуемом положении производится при помощи гребенчатых шайб, подкладываемых под головку болта и гайку.

2.МЕТОДЫ НАСТРОЙКИ СТАНКОВ И РАСЧЕТЫ НАСТРОЕЧНЫХ РАЗМЕРОВ, ПОГРЕШНОСТЕЙ НАСТРОЙКИ И РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ.
Для осуществления технологической операции необходимо произвести предварительную наладку (настройку) станка. Наладкой (настройкой) называется процесс подготовки технологического оборудования и технологической оснастки к выполнению определенной технологической операции.
В условиях единичного и мелкосерийного производства, когда требуемая точность изделия достигается методом пробных ходов и примеров, задачами настройки являются:
1) установка приспособления и режущих инструментов в положения, обеспечивающие наивыгоднейшие условия резания (теоретически правильные статические и динамические углы резания), хорошие условия стружкообразования, высокую производительность обработки, стойкость режущего инструмента и требуемое качество обрабатываемой поверхности; 2) установка режимов работы станка.
При крупносерийном и массовом типах производства, когда требуемая точность достигается методом автоматического получения размеров на настроенных станках, к указанным двум задачам настройки добавляется третья обеспечение точности взаимного расположения режущих инструментов, приспособления, кулачков, упоров, копиров и других устройств, определяющих величину и траекторию перемещения инструментов относительно обрабатываемого изделия.
Третья задача, решение которой в значительной степени определяет точность обработки, является наиболее сложной и ответственной, требующей проведения специальных расчетов.
СТАТИЧЕСКАЯ НАСТРОЙКА
Метод стат. настройки заключается в установке режущих инструментов по различным калибрам и эталонам на неподвижном станке. При настройке станка для обработки плоскостных заготовок с точными размерами в качестве установочного калибра часто используется набор мерных плиток.
При стат. настройке станка в связи с деформациями в упругой технологической системе, зависящими от действия силы резания, температурного режима системы и др.факторов, размер обработанного изделия оказывается больше или меньше требуемого.
Для компенсации изменения фактических размеров обрабатываемых заготовок установочные калибры или эталоны детали при стат.настройки изготовляются с отступлением от чертежа заготовки на величину некоторой поправки
·попр. В этом случае расчетный настроечный размер LHрасч = LHзаг±
·попр (1)
Здесь LHзаг - размер заготовки, который должен быть фактически получен после обработки, когда настройка станка ведется посередине поля допуска заготовки, LHзаг = (Lmin+Lmax)/2 (Lmin+Lmax-соответственно наименьший и наибольший предельные размеры заготовок по чертежу);
·попр поправка, учитывающая деформацию в упругой технологической системе и шероховатость поверхности эталонной детали, по которой производится настройка,

·попр =
·1 +
·2 +
·3 (2)
Где
·1 ,
·2 ,
·3 составляющие поправки, учитывающие соответственно действии сил резания, шероховатость обрабатываемых заготовок и величину зазора в подшипниках шпинделя. Знак минус принимается для случая обработки вала, а знак плюс для отверстия.
При односторонней обработке имеем

·1=Ру/j (3)
При двусторонней обработке (обработке цилиндрических поверхностей) значение
·1 ,найденное по формуле (3), следует удвоить.
Измеренный размер оказывается больше размера калибра на величину

·2 =RZ (4)
где RZ высота неровностей, мкм.
В связи с дополнительными погрешностями статической настройки (погрешность установки детали-эталона, погрешность установки резца по эталону и др.) она обычно не создает условий для получения точности заготовок выше 89-го квалитетов. Эго приводит к необходимости дополнять статическую настройку динамической настройкой, проводя добавочное регулирование положения инструментов и упоров при обработке первых заготовок партии.
К числу больших преимуществ этого метода следует отнести также возможность настройки инструментальных блоков по эталонам вне станка на специальных оптических устройствах, что существенно повышает точность настройки и сокращает простои станков при настройке. Этот способ настройки часто применяется при многоинструментальной обработке и является основным методом настройки обрабатывающих центров и других станков с ЧПУ.
НАСТРОЙКА ПО ПРОБНЫМ ЗАГОТОВКАМ С ПОМОЩЬЮ УНИВЕРСАЛЬНОГО МЕРИТЕЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА
Сущность этого метода настройки станков заключается в том, что установка режущих инструментов и упоров станка производится на определенный рабочий настроечный размер LH, а правильность настройки устанавливается обработкой некоторого количества пробных заготовок. Настройка признается правильной, если среднее арифметическое размеров пробных заготовок находится в пределах некоторого допуска ТН на настройку. Задачей расчета настройки в этом случае является определение поля допуска настройки ТН.
При расчете настройки станка удобно придерживаться след. последовательности:
Определяем min значение группового среднего размера
Lminгр.ср. = Lmin + 3
· (1+1/
·m),
где m – число пробных заготовок.
Определяем допуск на настройку ТН
ТН = Т - 6
· (1+1/
·m) – b,
где b – часть допуска используемой для компенсации переменных систематических погрешностей.
Определяем mах значение группового среднего размера:
Lmахгр.ср. = Lminгр.ср. + ТН
Определяем часть допуска b, предназначенная для компенсации износа инструмента
ТН = Т - 6
· (1+1/
·m) – b,
из соотношения b = (1+1/
·m) – ТН, при заданном b значение Lmахгр.ср. находится выражение Lmахгр.ср. = Lmах – b - 3
· (1+1/
·m).
Если 6
· (1+1/
·m) + ТН +
·сист < Т (условие обработки заготовок без брака) не выполнено и сумма случайных и систематических погрешностей обработки оказывается больше поля допуска, то при обработке заготовок возможен брак.
РАСЧЕТЫ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ

Исходными данными для расчета режимов резания являются:
материал обрабатываемой заготовки и его физикомеханические свойства;
размеры и геометрическая форма обрабатываемой заготовки;
технические условия на изготовление детали;
инструментальный материал, типоразмер и геометрические параметры режущей части инструмента;
паспортные характеристики оборудования.
Выбор инструментального материала, типоразмера инструмента и геометрических параметров его режущей части.
Режимы резания при предварительном фрезеровании рассчитывают в следующем порядке:
1. Назначают глубину резания t мм.
2. Назначают величину подачи на зуб фрезы Sz мм/зуб.
3. Задают по справочным данным стойкость фрезы Т, мин.
4. Определяют скорость резания Vд, м/мин, допускаемую режущими свойствами инструмента:
13 ео=54+па 1513 ео=54+па 15
где D диаметр фрезы, мм; В ширина фрезерования, мм; r число зубьев, Сv, qv, m, xv,yv,uv ,pv,kv – справочные коэффиценты.
5. Определяют частоту вращения фрезы n, мин-1:
n = 1000Vd/
·D
Полученную частоту вращения корректируют по паспорту станка и принимают в качестве фактической nф (n ст.)
6. Определяют фактическую скорость резания Vф, м/мин.
Vф =
·D n ст/1000
7. Определяют скорость подачи Vs, мм/мин:
Vs=nфSz z
Полученное значение подачи корректируют по паспорту станка и принимают в качестве фактической Vsф (Vs ст).
8. Определяют фактическую подачу на один зуб фрезы Szф, мм/зуб:
Szф = Vsф/nфz
9. Определяют величину силы резания Рz, Н:

где Ср, xр, yр, uр, wр, kр, qр справочные коэф.
10. Определяют мощность резания Nр, кВт:
Np = Pzvф/(60*1020)
11. Определяют необходимую мощность электродвигателя станка Nэ, кВт:
Nэ == Np/
·
где
· КПД кинематической цепи станка.
Для осуществления процесса резания необходимо, чтобы выполнялось условие

·N ст
где N ст мощность электродвигателя главного привода выбранного станка.
При невыполнении этого условии необходимо перейти на ближайшее меньшее число оборотов, пересчитать vф, Pz, Nэ и проверить неравенство Nэ
·N ст.
12. Определяют основное технологическое время То, мин:
То = (l+у+
·)/Sмин.ф,
где lдлина обработки, мм; увеличина врезания инструмента, мм;
·величина перебега инструмента, мм.
Расчет режимов резания при окончательном фрезеровании производят в той же последовательности, что и при предварительном, с той лишь разницей, что при окончательном фрезеровании по таблицам нормативов назначают подачу на один оборот фрезы Sо, мм/об., по которой для дальнейшего расчета вычисляют величину подачи на один зуб Sz мм/зуб.
Sz = So/z.
Результаты расчетов заносят в итоговую таблицу.
Методы настройки станков и расчеты настроечных размеров, погрешностей настройки и режимов резания
Для осуществления технологической операции необходимо произвести предварительную наладку (настройку) станка. Наладкой (настройкой) называется процесс подготовки технологического оборудования и технологической оснастки к выполнению определенной технологической операции
В условиях единичного и мелкосерийного производства требуемая точность изделия достигается методом пробных ходов и примеров,
1) установка приспособления и режущих инструментов в положения, обеспечивающие наивыгоднейшие условия резания хорошие условия стружко – образования, высокую производительность обработки, стойкость режущего инструмента и требуемое количество обрабатываемой поверхности;
2) установка режимов работы станка.
В настоящее время применяются: статическая настройка; настройка по пробным заготовкам с помощью рабочего калибра и настройка с помощью универсального мерительного инструмента по пробным заготовкам.
Статическая настройка. Метод статической настройки заключается в установке режущих инструментов по различным калибрам и эталонам на неподвижном станке. Для сокращения времени настройки установка инструмента производится по детали-эталону или специальному калибру, которые располагаются на станке на месте обрабатываемой заготовки. Инструмент доводится до соприкосновения с поверхностью калибра и закрепляется. Одновременно устанавливаются соответствующие упоры. При настройке станка для обработки плоскостных заготовок с точными размерами в качестве установочного калибра часто используется набор мерных плиток. В ряде случаев для установки инструментов применяются специальные установочные приспособления с индикаторными устройствами.
Настройка по пробным заготовкам с помощью рабочего калибра
метод настройки по тому же рабочему калибру, которым пользуется в дальнейшем рабочий при обработке изделия. После настройки рабочий обязан изготовить одну или (реже) несколько заготовок. Такой метод настройки нельзя считать удовлетворительным, так как даже в наиболее благоприятном случае, когда допуск на обработку значительно превосходит поле рассеяния, нет гарантии того, что значительная часть заготовок партии не окажется за пределами установленного допуска, т. е. будет браком. Настройка по пробным заготовкам с помощью универсального мерительного инструмента.Сущность этого метода настройки станков заключается в том, установка режущих инструментов и упоров станка производится на определенный рабочий настроечный размер Lн, а правильно настройки устанавливается обработкой некоторого количества пробных заготовок. Расчеты режимов резания. Важным элементом настройки металлорежущих станков является установление рациональных режимов резания. В обычных условиях обработки режимы резания назначают исходя из задачи достижения высокой производительности при малых затратах на режущий инструмент. Поднастройкой станка наз. процесс восстановления первоначальной точности взаимного расположения инструмента и обрабатываемой заготовки, нарушенного в процессе обработки партии заготовок. Для предотвращения появления брака важно своевременно установить момент требуемой поднастройки и продолжительность обработки заготовок между поднастройками. Управление точностью процесса обработки заготовок по входным данным. Наибольшее влияние на поле рассеяния размеров заготовок оказывает изменение таких входных данных, как размеры припуска и твердость материала заготовки, обусловливающих соответственное возрастание диапазона изменения усилий резания и вызываемых ими упругих отжатий, а следовательно, и поля рассеяния размеров обработанных заготовок. Большим недостатком этого метода является его трудоемкость и организационная сложность. Преимущество: использование подачи в качестве параметра управления силой резания является возможность создания очень тонкого и чувствительного механизма управления упругими перемещениями тех систем, не имеющего никаких скачков.






4. Исходная информация для разработки ТП.
Данные, содержащиеся в конструкторской документации на изделие: рабочий чертеж детали, ТТ, регламентирующие параметры качества обработанных поверхностей и детали в целом.
Руководящая информация:
Отраслевые стандарты, устанавливающие треббования к технологическим процессам и методам управления ими.
Стандарты на оборудование и оснастку.
Документация на действующие единичные, типовые и групповые ТП.
Классификаторы технико-экономической информации.
Производственные инструкции.
Руководящие материалы по выбору технологических нормативов ( режимов обработки, припусков, норм расхода материалов).
Документация по технике безопасности и промышленной санитарии.
Справочная информация:
Технологическая документация опытного производства.
Описание прогрессивных методов изготовления и ремонта изделий.
Каталоги, паспорта, справочники, альбомы компоновок прогрессивных средств технологического оснащения.
Планировки производственных участков.
Методические материалы по управлению ТП.
Результаты научных исследований.














Билет 7
1) Расчет элементов конструкций типа ухо-вилка, стыки панелей, крепление кронштейнов.
Нагрузки и расчет на прочность болтов вильчатых разъемов. Р/м двух лонжеронное крыло, нагруженное силами и моментами
13 EMBED PBrush 141513 EMBED Equation.3 1415
Hст - высота стенки.
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED PBrush 141513 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415- кол-во плоскостей среза, 13 EMBED Equation.3 1415=2- для вильчатого соединения
13 EMBED Equation.3 1415=2 и более – для гребенчатого соединения
13 EMBED PBrush 141513 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED PBrush 1415Если в вильчатом соединении несколько болтов, то нагрузка равномерно распределяется между болтами.
Соединение панелей.
1) Расчет на срез болта и заклепки. 13 EMBED Equation.3 1415- к-т запаса прочности
13 EMBED PBrush 1415а - перемычка
13 EMBED Equation.3 1415 , 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415 , 13 EMBED Equation.3 1415
2) расчет на смятие
13 EMBED Equation.3 1415,13 EMBED Equation.3 1415,13 EMBED Equation.3 1415 ,13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED PBrush 1415
Если болт поставлен с зазором, то 13 EMBED Equation.3 14150,8
Без зазора и натяга13 EMBED Equation.3 14151
С натягом 13 EMBED Equation.3 14151,3-1,5
3) разрушение перемычки
13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415
4) разрушение по межцентровому расстоянию
13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415 Если13 EMBED Equation.3 1415, то получим шаг заклепки t=2d.
При расчетах швов обычно не р/м-т направление силы и применяют при проектировании стыков а13 EMBED Equation.3 14151,5d и t13 EMBED Equation.3 14153d.
Расчет соединения кронштейна
Болты, как правило, устанавливаются по крайним точкам. По средним точкам – заклепки и болты среднего диаметра , крайние болты работают на растяжение, средние – на сдвиг.
13 EMBED PBrush 1415 13 EMBED Equation.3 1415
n - кол-во заклепок в части А
13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415 , 13 EMBED Equation.3 1415 , 13 EMBED Equation.3 1415








2) Виды размерных цепей и методы их расчета.
Размерная цепь- совокупность размеров, расположенных по замкнутому контуру и определяющих взаимное расположение поверхностей или осей поверхностей одной детали или нескольких деталей сборочного соединения.
13 EMBED PBrush 1415Решается задача, связанная с определением допуска, например на зазор, в соединении. Исходя из допусков составляющих звеньев, исходным или замыкающим называют звено, от величины которого зависит работоспособность детали или сборочного соединения13 EMBED Equation.3 1415. По допуску замыкающего звена определяются допуски остальных звеньев, называемых составляющими звеньями. Размеры, входящие в размерную цепь называются звеньями. Составляющие звенья цепи разделяют на увеличивающие и уменьшающие. Характер составляющего звена определяется влиянием его изменения на замыкающее или исходное звено.
Основное свойство размерной цепи - замкнутость. То есть построение цепи начинают с исходного звена и заканчивается построение исходным звеном.
РЦ бывают связанными. Их обычно называют параллельно-связанными. Признаком параллельности цепей является общее звено. Последовательно-связанные цепи отличаются наличием общей базы (ось, плоскость). В связанных РЦ существует иерархия. Первыми решают РЦ, относящиеся к изделию в целом. Во 2 очередь РЦ, относящиеся к агрегатам, далее – к узлам и СЕ. В параллельно-связанных РЦ общее звено может быть замыкающим для обеих цепей, но иногда оно может быть замыкающим для одной цепи.
Различают линейные, плоские и пространственные цепи. У простр-й РЦ звенья расположены по направлению 3-х осей координат. Простр-е цепи возникают на стыке (киль-секция фюзеляжа, стык центроплана с крылом). Величина замыкающего звена рассчитывается из величины составляющих звеньев.13 EMBED Equation.3 1415(шпоночное соед-е)
Основное уравнение цепи 13 EMBED Equation.3 1415
Допуск замыкающего звена 13 EMBED Equation.3 1415- сумма допусков составляющих звеньев.
Методы расчета размерных цепей:
1) метод расчета полной взаимозам-сти(max-min)
2) метод расчета неполной взаимозам-сти (вероятностный)
3) метод расчета групповой взаимозам-сти (метод селективной сборки)
4) метод пригонки
5) метод регулирования
метод выбирают в зависимости от организационных форм пр-ва. Полная вз-ть обеспечивается при крупносерийном и массовом пр-ве. При серийном пр-ве стремятся к использованию 2 метода. Пи мелкосерийном и единичном пр-ве используют метод пригонки и регулирования. Предпосылки выбора носят экономический характер. В условиях массового пр-ва в себестоимость производимой детали входит 1-n-ная стоимость оснастки.
Метод полной взаимозаменяемости.
13 EMBED Equation.3 1415
Задача расчета допусков на составляющие звенья математически не определена, так как уравнение одно, а неизвестных 5. такие задачи решают методом подбора величин допусков составляющих звеньев. Используют 2 метода решения:
1) метод равных допусков 13 EMBED Equation.3 1415
2) метод 1-го квалитета
Метод равных допусков применяют для РЦ, в которых наим значения звеньев незначительно различаются. По методу 1-го квалитета допуски на составляющие звенья РЦ назначают по избранному квалитету. Чтобы выбрать квалитет рассчитывают число 13 EMBED Equation.3 1415
Метод неполной взаимозаменяемости
В зависимости от характера цепей, числа сост-х звеньев, от закона распределения по полю рассеивания, выбирают процент риска. Например, при рассеивании Гаусса допуск величиной 613 EMBED Equation.3 1415предполагают процент брака выхода за пределы допуска в 0,27. В этом случае критерий Стьюдента t=3: Р= 0,27%. В данном случае предполагают, что рассеивание размеров звеньев под-ся законом Гаусса. Метод неполной взаимозаменяемости в условиях серийного пр-ва, а также для высокоточных РЦ (подшип) в условиях массового пр-ва позволяет расширить допуски на составляющие звенья РЦ при 0.27% более чем в 2 раза. Этот метод т. о. позволяет значительно уменьшить затраты на изготовление изделия при сохранении у 99,73 % полной взаимозаменяемости.
Метод групповой взаимозаменяемости
В пр-ве высокоточных изделий простой геометрической формы и незначительных габаритов можно легко организовать автом контроль деталей и их сортировку на размерные группы. При этом всю совокупность изготовления деталей сортируют на n-групп. Сборку изделий ведут избирательно. Вз/зам-ть при этом обесп лишь внутри р-ной группы. Необходимо также, чтобы рассеивание р-ных звеньев были одинаковы. В результате допуск составляющих звеньев м б больше допуска по полной взаимозаменяемости на число групп, что сущ-но сократит затраты на пр-во сост-х звеньев и сборку изделия.
Метод пригонки
В условиях единичного и м\с пр-ва экономически не приемлемо использование высокоточного спец обор-я, большого объема спец станочных приспособлений, спец инструмента. Это приводит к тому, что допуски на получаемые р-ры назначают по 11 или 12 квалитету, а точность замыкающего звена обеспечивают за счет изменения величины 1 из сост-х звеньев, кот наз звеном-компенсатором. Главным достоинством пригонки явл обеспечение высокой точности изделия на неточном оборудовании с незначительным использованием средств оснащения и отсутствием вз\зам-сти. Каждая сов-ть деталей изделия уникальна, поэтому при ремонте, кроме детали (звена РЦ) нужно заменять звено-компенсатор и выполнять пригонку в полном объеме, что возможно лишь в заводских условиях. 1) Выбирают звено-комп-р. его размер д б легко изменяемым за счет применения широко распр-х методов обработки.
2) Устанавливаем экономически приемлемые допуски на составляющие звенья.
3) Определяем координаты середин полей допусков по ИСО как на основные валы и осн отверстия
4) Рассчит-ем наиболее возможную компенсацию
5) Выбираем предельные отклонения составляющих звеньев
6) Выполняем проверку правильности расчета
Метод регулировки
Принципиальное отличие метода регулировки от пригонки состоит в том, что величину комп звена можно не только уменьшать, но и увеличивать. Преимущество также закл в возможности изменения замыкающего звена в ходе эксплуатации, т е компенсировать износ сост-х звеньев. Метод регулировки применим не во всех случаях. Сущ-т конструкции, кот не м б изменены введением регулировочного звена. Для таких к-ций в условиях серийного пр-ва стремятся создать условия к применению вероятностного метода.
1) в качестве звена-рег-ра выб звено А5 за счет добавления или удаления прокладок (колец)
2) уст-м эк-ки приемлемые допуски
Назначаем коор-ты середин полей допусков сост-х звеньев. Для упрощения расчетов коор-ты середин полей допусков сост-х звеньев назначают так, чтобы совместить 1 из границ расширенного поля допуска замык-го звена с соотв-й границей расширенного поля допуска заданного служебного назначения детали.


4. Разработка и нормирование технол. операций.
Разработка т.о.
1. выбор оборудования
2. выбор приспособления
3. выбор режущего и вспомогательного инструмента
4.выбор средств автоматизации и механиз.
5. дифференц. и уточнение переходов в оп.
6. уточнение технол. маршрута
7.определение межоперац. размеров
8. назначение и расчет режимов обработки
9. составление схем и эскизов наладок
10. разработка опер. технич. контроля
11. выбор вероятности статистического метода оценки качества и стабильности
Нормирование ТП.
Основные источники для решения задач
1)
2)
3)стандарты и нормативы по выбору средств технол. оснащения
4)каталоги, альбомы и картотеки на средства технол. оснащения
5)материалы по выбору техн.-х нормативов для расчета режимов обработки и назначения по опытно-статистическим данным припусков.
Постановка задачи
Задача заключается в том, чтобы из заданных ТО наборов отдельных элементов технол. системы спроектировать и рассчитать наиболее рациональные параметры операций, при которых требуемые размеры деталей обеспечивались минимальной себестоимостью. Исходными данными для проектирования ТО служит набор переходов, выполняемых в операции, требуемая форма, межоперационные размеры и их точность. Эти сведения получают на основе информации, разработанной на предыдущих этапах проектирования или в результате проектирования предыдущей операции. Технические ограничения, опред – е допустимые варианты обработки детали, структуру и характер операций:
1) набор типоразмеров оборудования, применяемых в цехах для выполнения указанной операции,
2) набор универсальных и групповых зажимных приспособлений, используемых на каждом типе станков,
3) технологические нормативы на припуски и напуски.
4) время выполнения отдельных элементов операций, поправочные коэффициенты для расчетов режимов резания и другие технико-экономические данные.











Билет 8
1.Инструмент и оборудование при проведении сборочных работ: механизированный инструмент для выполнения заклепочных и резьбовых соединений.
В самолетостроении при выполнении технологических операции сборки используется ручной механизированный инструмент, клепальные станки и установки.
Автоматы сверлильно-клепальные модели АК-2,2 -0,5; АК-5,5 –2,4; АКЗ-5,5-1,2
Автоматы предназначены для сверления отверстий, вставки и расклёпывания заклёпок с потайной, плоской и плоско-выпуклой потайной головкой в изделиях летальных аппаратов. Автоматы выполняют в автоматическом цикле операции по сжатию, сверлению и зенкерованию отверстий, установке заклёпки в просверленное отверстие и образованию замыкающей головки заклёпки. На автоматах можно производить операции «только сверление» или «только клёпки». Широко используются клепальные автоматы марки «ДжимКорр»
Широкое распространение получили клепальные пресса типа: КП-204, КП-503, КП-501А, КП-403, КП-504П-2, КП-602 и т.д.
Инструмент для обработки отв. под заклепки и болты.
- Для сверления и зенкования отв. под заклепки и болты в настоящее время применяются пневмодрели. Они имеют сравнительно небольшие габариты и массу.
Эксплуатируемые дрели типа «СМ» имеют ряд преимуществ по сравнению с ранее используемыми дрелями типа «Д».
-Дрели типа СМ11-180 и СМ21-140 быстроходные не имеющие редуктора предназначены для сверления и зенкования отв., в тонкостенных пакетах из алюминиевых сплавов.
-Для разделки отв. применяются радиально-сверлильные станки (2Н150,2А55,2Н55,2Р55),а также применяются сверлильно-зенковальные установки типа СЗУ.
-Для постановки заклепок применяется ручной механизированный инструмент: следующих типов: 56КМП,57КМП,58КМП и пневматические многоудар-ные молотки.
Также применяются ручные переносные пресса или пневмоскобы.
-Для клепки стержнями применяются гидравлические машинки.
-Для постановки болт-заклепок и для постановки болтов применяются ручные гидропрессы. Для постановки гаек применяются пневмогайковерты типа ИП-3204 диаметр резьбы до 18мм.
-Для снятия припусков применяются пневматические шлифовальные машинки. Для обрезки припусков на обшивку применяются роликовые ножницы, виброножницы, пневмокусачки.


4.Расчет и назначение припусков на механическую обработку в САПР.
Припуск - слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали.
Различают:
1.Общий припуск 2.Операционный припуск
Операционный припуск представляет слой материала удаленный с заготовки в ходе выполнения операции. Общий припуск представляет собой сумму операционных припусков.
Операционные припуска являются важной технико-экономической задачей. Если припуск недостаточной величины у заготовки останутся необработанные участки - неисправимый брак, чистый убыток.
Если припуск завышен – это увеличивает трудоемкость обработки. Необходимо для выполнения заказа в установленные сроки задействовать больше металлорежущего оборудования производственного персонала, израсходовать больше электроэнергии. Все это увеличивает расходы на продукт.
Припуск на обработку поверхностей детали может быть назначен по соответствующим справочным таблицам, ГОСТам или на основе расчетно-аналитического метода определения припусков.
ГОСТы и таблицы позволяют назначать припуски независимо от технологического процесса обработки детали и условий его осуществления и поэтому в общем случае являются завышенными, содержат резервы снижения расхода материала и трудоемкости изготовления детали. Расчетно-аналитический метод определения припусков на обработку (РАМОП), разработанный проф. В. М. Кованом, базируется на анализе факторов, влияющих на припуски предшествующего и выполняемого переходов технологического процесса обработки поверхности. Значение припуска определяется методом дифференцированного расчета по элементам, составляющим припуск. РАМОП предусматривает расчет припусков по всем последовательно выполняемым технологическим переходам обработки данной поверхности детали (промежуточные припуски), их суммирование для определения общего припуска на обработку поверхности и расчет промежуточных размеров, определяющих положение поверхности, и размеров заготовки. Расчетной величиной является минимальный припуск на обработку, достаточный для устранения на выполняемом переходе погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя, полученных на предшествующем переходе, и компенсации погрешностей, возникающих на выполняемом переходе. Промежуточные размеры, определяющие положение обрабатываемой поверхности, и размеры заготовки рассчитывают с использованием минимального припуска. РАМОП представляет собой систему, включающую методики обоснованного расчета припусков, увязку расчетных припусков с предельными размерами обрабатываемой поверхности и нормативные материалы.
Применение РАМОП сокращает в среднем отход металла в стружку по сравнению с табличными значениями, создает единую систему определения припусков на обработку и размеров детали по технологическим переходам и заготовок, способствует повышению технологической культуры производства.
РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

В технологии машиностроения существуют методы автоматического получения размеров (МАПР) и индивидуального получения размеров (МИПР).
Минимальный, номинальный и максимальный припуски на обработку при методе автоматического получения размеров рассчитывают следующим образом.
Минимальный припуск: при последовательной обработке противолежащих поверхностей (односторонний припуск)
Zimin = (Rz + h)i-1 +
·
·i-1 +
·i;
при параллельной обработке противолежащих поверхностей (двусторонний припуск)
2zimin = 2[(Rz + h)i-1 +
·
·i-1 +
·i];
при обработке наружных и внутренних поверхностей (двусторонний припуск)
2zimin = 2[(Rz + h)i-1+ 13 EMBED Equation.3 1415
Здесь Rzj-1 высота неровностей профиля на предшествующем переходе; hi-1 глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе (обезуглероженный или отбеленный слой);
·
·i-1 суммарные отклонения расположения поверхности (отклонения от параллельности, перпендикулярности, соосности, симметричности, пересечения осей, позиционное) и в некоторых случаях отклонения формы поверхности (отклонения от плоскостности, прямолинейности на предшествующем переходе);
·iпогрешность установки заготовки на выполняемом переходе.
Номинальный припуск на обработку поверхнос-тей: наружных
внутренних

Знать номинальные припуски необходимо для определения номинальных размеров формообразующих элементов технологической оснастки (штампов, пресс-форм, моделей, волок, приспособ-лений).
Максимальный припуск на обработку поверхностей: наружных

где Tdj-1 и TDi-1 допуски размеров на предшествующем переходе и Td, и TDi допуски размеров на выполняемом переходе.
Максимальные припуски и припуски для технологических целей (уклоны, напуски, упрощающие конфигурацию заготовки, и т. п.) принимают в качестве глубины резания и используют для определения режимов резания (подачи, скорости резания) и выбора оборудования по мощности.
Минимальный припуск на обработку при методе индивидуального получения заданных размеров рассчитывается по формулам с заменой в них при расчетах погрешности установки
·i погрешностью выверки
·в.

Билет 9
1.Центровка самолета. Расчет центровки. Обеспечение центровки
В практике под словом центровка понимают выраженное в процентах или долях САХ отношение расстояния от спроецированного на плоскость симметрии носка САХ до центра тяжести самолета 13 EMBED Equation.3 1415 к величине САХ – 13 EMBED Equation.3 1415 : 13 EMBED Equation.3 1415
Важнейшей задачей является определение центра масс самолёта и приведение его в такое положение , относительно средней аэродинамической хорды крыла, при котором наиболее заднее положение центра масс обеспечивало бы условие:
13 EMBED Equation.3 1415, где 13 EMBED Equation.3 1415- положение центра масс предельное заднее; 13 EMBED Equation.3 1415- положение фокуса; 13 EMBED Equation.3 1415- допускаемый коэффициент момента.
В варианте наиболее положения переднего центра масс должно обеспечиваться условие достаточности отклонения рулей высоты или стабилизатора для балансировки самолёта на режиме взлёта или посадки при отклонении механизации крыла – этот процесс называется центровкой самолёта. Процесс центровки имеет как минимум три приближения. При центровочных расчётах определяющим является условие
13 EMBED Equation.3 1415. Центровка определяется по двум осям: горизонтальной OX и вертикальной OY. За начало координат при расчёте центровки принимают либо носок фюзеляжа, чтобы все координаты грузов были положительны и этим исключились бы ошибки при суммировании статических ошибок либо принимают корневую хорду крыла (начало). Ось OX обычно совмещают со строительной горизонталью самолёта. Расчету центровки предшествует составление весовой сводки или ведомости. Весовая сводка – это таблица, в которую записывают название груза или агрегата, координата груза или агрегата по Х, У, иногда по Z, а также масса этого груза. Подсчитываются статические моменты массы относительно начала координат и определяется положение центра масс по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415 - положение ц.м. относительно аэродинамической хорды;
где 13 EMBED Equation.3 1415- расстояние от начала координат до начала средней а/д хорды 13 EMBED Equation.3 1415.
Обычно величина 13 EMBED Equation.3 1415 даётся в процентах.
Положение центра масс по оси Y имеет большое значение при расчетах динамики полета самолета (учете движения самолета). Также необходимо знать 13 EMBED Equation.3 1415при определении необходимого положения колес основных стоек в выпущенном положении. Положение центра масс по Y также надо учитывать, если он находится далеко от крыла (высокоплан). Координаты грузов берутся с компоновочного чертежа, на котором нанесены все агрегаты и грузы самолета. При центровочных расчетах первого приближения принимают положение центра масс крыла на 40-42% САХ, положение центра масс оперения 45-50%САХ, положение центра масс фюзеляжа на 50% его длины при не стреловидном крыле и 60% при стреловидном. Центр масс топлива и топливной системы берется в центре тяжести площади топливных отсеков, причем подсчитывается отдельно для каждого бака.
В результате расчетов первого приближения необходимо получить определенное положение относительного центра масс, фиксированное в справочниках.
Если эти значения не получаются, то необходимо перемещать центр тяжести самолёта. Это делается 2-мя путями: 1.Перемещение отдельных грузов. Тогда смещение: 13 EMBED Equation.3 1415, где 13 EMBED Equation.3 1415- массовый сдвигаемого груза; 13 EMBED Equation.3 1415- первоначальная координата груза; 13 EMBED Equation.3 1415- новая координата груза; 13 EMBED Equation.3 1415- масса самолёта. 2.Перемещение крыла относительно фюзеляжа или наоборот. Все массы самолета делятся на 2 группы: 1)масса группы крыла: масса крыла и масса всех грузов, находящихся на крыле или в крыле, масса основного шасси, независимо от того, где оно находится; 2)массы группы фюзеляжа включают массы всех остальных грузов.
Необходимый сдвиг фюзеляжа:13 EMBED Equation.3 1415, где 13 EMBED Equation.3 1415- масса группы фюзеляжа; 13 EMBED Equation.3 1415- величина необходимого сдвига центра масс самолета.

Объёмно-весовая компоновка.
Обычно 13 EMBED Equation.3 1415 принимают следующие значения:
- для дозвуковых самолётов -0,15
- для сверхзвуковых и пассажирских самолётов -0,05
- для маневренных самолётов -0,03.

Центровка самолёта, расчёты второго и последующих приближений
При центровке расчёта второго приближения уточняется весовая сводка с разбавкой масс по более мелким грунтам. Рассчитывается фокус самолёта в соответствии с принятой величиной 13 EMBED Equation.3 1415. Пересчитывается центровка для обеспечения необходимого положения центра масс.
Центровка выполняется для следующих вариантов:
1) Максимальная дополнительная масса самолёта с полной нагрузкой, балки заполнены
2) Максимальная дополнительная масса самолёта с полной заправкой и соответственной уменьшенной нагрузкой
3) Самолёт с полной заправкой без нагрузки
4) Самолёт с полной нагрузкой без топлива
5) Пустой самолёт без нагрузки и топлива со снаряжением {необходимо для оценки
6) Пустой самолёт без нагрузки и топлива без снаряжения самолёта на стоянке}
Все остальные варианты рассматривают с убранными и выпущенными стойками массы. В результате этих расчетов выявляется диапазон расчёта разбега, эксплуатации и лётных центровок. Этот диапазон определяет размеры оперения и следовательно массу самолёта. Если полученный диапазон разбега центровок меньше допустимого при данной величине 13 EMBED Equation.3 1415 , то имеется возможность понизить величину путём понижения 13 EMBED Equation.3 1415 и тем самым понизить массу самолёта. Если же диапазон разбега центровок больше допустимых, то необходимо либо расширить допустимый диапазон меньше предельной передней центровки при 1 эффективности оперения, либо сократить полученный диапазон центровок.
В целях получения минимального диапазона центровок необходимо размещать ц.м. топлива вблизи ц.м. самолёта, чтобы при расходе топлива центровка смещалась не более чем на 5%. Сбрасываемые грузы необходимо располагать так, чтобы при их сбросе центровка смещалась не более, чем на 3 %.
С учетом всех этих мероприятий диапазон разбега летных центровок должен быть не более 10 % для военных самолетов и не более 20 % для гражданских и транспортных самолетов.

9.2. Принципы выбора и назначения технологических баз, проведение анализа точности
В общем случае базированием называется придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат. Применительно к проектированию или сборке под базированием понимают придание детали или сборочной единице требуемого положения относительно других деталей изделия. При механической обработке заготовок на станках базированием принято считать придание заготовке требуемого положения относительно элементов станка, определяющих траектории движения подачи обрабатывающего инструмента.
Технологическая база это база, используемая для определения положения заготовки или изделия в процессе изготовления или ремонта. Технологической базой, используемой при сборке, называется поверхность, линия или точка детали или сборочной единицы, относительно которых ориентируются другие детали или сборочные единицы изделия. Технологической базой, используемой при обработке заготовок на станках, называется поверхность, линия или точка, относительно которых ориентируются ее поверхности, обрабатываемые на данном установе. В качестве технологических баз используют также разметочные линии и точки, нанесенные на материальные поверхности заготовки для выверки положения последних относительно устройств станка, определяющих траекторию движения режущих инструментов. Контактными базами называются технологические базы, непосредственно соприкасающиеся с соответствующими установочными поверхностями приспособления или станка. При этом назначение технологических баз начинается с выбора технологической базы. Технологическая база, используемая при первом установе заготовки, называется черновой технологической базой. Черновая технологическая база (так же как и базы, применяемые для остальных операций технологического процесса) может быть контактной или проверочной, однако ее назначение имеет некоторые особенности. В качестве черновой технологической базы следует выбирать поверхность, относительно которой при первой операции могут быть обработаны поверхности, используемые при дальнейших операциях как технологические базы. Для обеспечения точности базирования и надежности закрепления заготовки в приспособлении черновая база должна иметь достаточные размеры, возможно более высокую степень точности (правильность и постоянство формы и взаимного расположения различных заготовок) и наименьшую шероховатость поверхностей. Для того чтобы обеспечить правильное взаимное расположение системы обработанных поверхностей детали относительно необработанных, в качестве черновых технологических баз целесообразно выбирать поверхности, остающиеся необработанными. При выборе ТБ руководствуются 2-мя принципами: совмещения и единства. Согласно принципу совмещения баз в кач-ве ТБ использ. Исходные базы заготовки: при совмещении технологической и исходной баз погрешность базирования=0, а производственная погрешность опред-ся только точностью технологической системы. Принцип единства: при выполнении большинства операций ТП-са в кач-ве ТБ использ. одни и те же поверхности или оси, избегая организованной смены баз, т.к. она приводит к увеличению погрешности взаимного расположения поверхностей. Руководствуясь этими принципами, в кач-ве ТБ для обработки поверхностей сложных деталей используют поверхности, по отношению к которым задано и регламентировано положение большинства других поверхностей. У многих сложных деталей положение больш-ва вспомогательных баз, исполнительных и свободных поверхностей задают относительно основных баз. Поэтому основные базы использ. в кач-ве единых ТБ на больш-ве операций. Для деталей, у которых наиболее ответственными поверхностями явл. пов-ти одного из комплектов вспомогательных баз, положение большинства остальных поверхностей детали задают относительно этих вспомогательных баз. При определении базы для большинства операций ТП-са на первом этапе выбора ТБ возникает необходимость разработки оптимальной схемы базирования заготовки. При этом стремятся создать такую схему, при которой производственные погрешности по выдерживаемым размерам были =0. Второй этап выбора ТБ. Выбирая ТБ, учитывают, что в кач-ве ТБ на первой операции следует использовать поверхности правильной геометрической формы и достаточно больших размеров. Эти пов-ти должны иметь наименьшую волнистость и шероховатость, на них не допускается наличие окалины, заусенцев и др. дефектов. Далее в процессе выбора ТБ для первой операции исходят из необходимости решения задач 2-х типов: 1)задачи, связанные с установлением размерных связей между поверхностями, подлежащими обработке, и пов-тями, остающимися необработанными; 2)задачи распределения фактически имеющихся припусков на обработку между всеми обрабатываемыми пов-тями. В ходе решения данных задач при разл-х вариантах базирования заготовки на первой операции находят ту операция ТП-са, на которой окончательно решается поставленная задача. Переходя от этой операции к началу ТП-са, вскрывают размерные цепи, от которых зависит решение задачи. Затем на основании результатов расчета размерных цепей при разл-х вариантах базирования заготовки на первой операции принимают решение о выборе ТБ для выполнения первой операции. При этом оценивают кач-во решения задач 1 и 2-го типов, выясняют, обеспечиваются ли рассматриваемые размеры с требуемой точностью. Далее варианты сравнивают по технико-экономическим показателям и выбирают наилучший.
При проектировании технологии технологи в обязательном порядке ведут расчет точности вариантов ТП. По результатам анализа точности выбирают наиболее выгодный вариант обработки. Расчет выполняют в следующем порядке: 1.Тщательно изучают конструкторскую документацию. 2.Выбирают наиболее ответственные параметры, определяющие работу детали в конструкции, т.е. служебное назначение. Для каждого параметра на операции обработки определяют конструкторскую (измерительную) и технологическую (на которую опирается заготовка при обработке). 3.Разрабатывают схему установки и закрепления заготовки на операции. 4.При несовпадении КБ (ИБ) и ТБ определяют базисный параметр. Его погрешность в виде допуска и определяет погрешность базирования. Все линейные размеры, отобранные для анализа, обозначают буквами русского алфавита. Относительные повороты, угловые размеры, отклонения от параллельности и перпендикулярности обознач. буквами греческого алфавита. После окончания выбора параметров, определяющих служебное назначение, приступают к разработке альтернативных вариантов технологич. маршрута. При этом необходимо оценивать методы обработки поверхностей. Например, типы станков при изменении объема выпуска деталей могут меняться. При формировании маршрута обращают внимание на схемы базирования и конструкцию оснастки. При этом стремятся снизить трудоемкость и затраты на подготовку производства. Выбор лучшего из вариантов осуществляют на основе сравнения вариантов по техническим критериям, величине погрешности или точности параметров, трудоемкости и себестоимости. Технолог стремится обеспечить запас точности.
Общий эскиз


Эскиз Операции 05

Операция 05 Фрезерная:

·А5= 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415, т.к. ТБ и ИБ совпадают
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415

Т.к. точки 4,5 образуют направляющую базу.
Как правило пространственное отклонения должны замыкаться на трехточечную(установочную) базу или четырехточечную(двойные направляющие)базу.
Направляющая база как в рассмотренном примере м.б. использована только в случае её расположения в плоскости рассчитываемого параметра

· – является базисным параметром влияющим на точность параметров изделия выделенных из общей массы при разработке эскиза.
Итоговые результаты анализа точности сводятся в таблицу
Точность обработки по вариантам ТП
Обозначение
размеров
Параметры точности,
мм
Погрешности по вариантам



Производственные
Суммарные


Номинальная
величина
Допуск
1
2
1
1

А
155
0,12
0,05
0,05
0,54
0,68







Производственная погрешность – это погрешность которая формируется на заключительной операции маршрута на которой рассматриваемый параметр формируется последний раз. Производственная погрешность должна быть меньше допуска на 20% с тем, чтобы случайные колебания размеров не привели к браку.
13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415
Суммарная погрешность – представляет собой сумму погрешностей по рассматриваемому параметру слагаемую по всем этапам ТП.
Пример:
·
·А=
·А5+
·А10+
·А30+
·А25=0,25+0,12+0,12+0,05-0,54
Суммарную погрешность сравнивают общим припуском на той или иной поверхности(она д.б. меньше припуска). С другой стороны чем больше суммарная погрешность, тем выше трудоемкость обработки.

Вопрос №2
Классификация баз по назначению. Базирование необходимо на всех стадиях создания изделия: при конструировании и рассмотреть его в сборе, при изготовлении и измерении. Отсюда вытекает необходимость разделения баз по назначению на три вида: конструкторские, технологические и измерительные.
Технологической называют базу, используемую для определения положения заготовки или изделия в процессе изготовления или ремонта. Понятие технологической базы распространяется на все стадии процесса изготовления изделия (на изготовление детали механической обработкой, на сборку изделия и т.д.).
Выбор технологических баз и схем базирования заготовок
Выбор технологических баз в значительной степени определяет точность линейных размеров относительного положения поверхностей, получаемых в процессе обработки, выбор режущих и измерительных инструментов, станочных приспособлений, производительность обработки.
В основе выбора технологических баз лежат следующие общие принципы:
при обработке заготовок, полученных литьем или штамповкой, необработанные поверхности можно использовать в качестве баз только на первой операции;
при обработке у заготовок всех поверхностей в качестве технологических баз для первой операции целесообразно использовать поверхности с наименьшими припусками, тем самым снижается вероятность появления «чернот» при дальнейшей обработке;
у заготовок, не все поверхности которых обрабатываются, в качестве технологических баз на первой операции используют поверхности, которые вообще не обрабатываются. Это обеспечивает наименьшее смещение обработанных поверхностей относительно необработанных;
при прочих равных условиях наибольшая точность обработки достигается при использовании на всех операциях одних и тех же баз, т. е. при соблюдении принципа
единства баз;
желательно совмещать технологические базы с конструкторскими.
Под конструкторской базой здесь понимается поверхность (линия, точка), от которой задан размер (линейный или угловой). Конструкторской базой следует считать и свободную поверхность, от которой задан размер (рис. 2.29). При совмещении технологической базы с конструкторской погрешность обработки по заданному от этой базы размеру зависит лишь от возможностей технологической системы и обозначается
· т.с.
На рисунке совмещение конструкторской и технологической баз соблюдено
для размеров А и В.
При несовмещении технологической и конструкторской баз появляется дополнительная погрешность вследствие несовмещения конструкторской базы, от которой задан размер, с соответствующей технологической базой. Величину этой погрешности, которую в дальнейшем будем называть погрешностью несовмещения баз (
·н. б), определяют как разность предельных расстояний (наибольшего и наименьшего) между конструкторской базой, от которой задан анализируемый размер, и режущими кромками настроенного на размер инструмента. Эта разность в общем случае равна допуску (или погрешности) размера, связывающего конструкторскую базу с соответствующей технологической. На рисунке конструкторская база, от которой задан размер Б, не совмещена с технологической, поэтому
·нб
·0. Связывает эти две базы размер Г. Конструкторская база, от которой задан размер Б (правый торец заготовки), будет находиться на наибольшем удалении от режущих кромок инструмента (дисковой фрезы), настроенного на размер В относительно технологической опорной базы, в том случае, когда размер заготовки Г будет соответствовать верхней границе поля допуска Тг. Наименьшее удаление этой конструкторской базы от режущих кромок инструмента соответствует нижней границе поля допуска Тг.
Следовательно, погрешность несовмещения баз по размеру Б будет равна допуску размера Г: Б

·нб =Тг
а для размеров А и В
·Анб=
·Бнб=0
Соответственно производственные погрешности:
·А=
·Б=
·тс
·А= Тг=
·тс
где
·тс – погрешность технологической системы; погрешность технологической системы;
а) базы, используемые на операциях окончательной обработки, должны иметь наибольшую точность (по ли нейным и угловым размерам, геометрической форме и шероховатости);
б) при отсутствии у заготовки надежных технологических баз, можно создать искусственные базы, например, в виде бобышек, приливов, технологических и центровых отверстий, изменив при необходимости конструкцию заготовки;
в) выбранные технологические базы совместно с зажимными устройствами должны обеспечивать правильное базирование и надежное закрепление заготовки, гарантирующее неизменность ее положения во время обработки, а также простую конструкцию приспособления, удобство установки и снятия обработанной заготовки.
При выполнении анализа точности технологического процесса механической обработки заготовки технологические базы показывают, используя условные обозначения опорных точек 76 (рисунок) или условные обозначения опор и зажимов.
Выбор технологических баз сопровождают расчетом погрешностей несовмещения баз, что является основой для обоснования выбора схемы установки заготовки. В первую очередь стремятся обеспечить такую схему установки заготовки, при которой погрешности несовмещения баз по выдерживаемым на данной операции размерам были бы равны нулю. Если обеспечить этого не удается, то схема установки считается приемлемой при условии, если погрешность несовмещения баз
·нб в сумме с погрешностью технологической системы
·тс не превышает допуска Т на размер, выдерживаемый на выполняемом технологическом переходе: Т
·
·нб+
·тс.
При выполнении последнего перехода по обработке поверхностей, связанных данным размером, сумма
·нб+
·тс не должна превышать величины допуска Т на размер детали по рабочему чертежу.
Если величина
·тс неизвестна, то ее определяют как среднюю экономическую точность соответствующего вида обработки .
Независимо от выбранной схемы установки заготовки погрешность несовмещения баз равна нулю для размеров поверхностей, обрабатываемых мерными инструментами (сверлами, зенкерами, протяжками и др.), а также для угловых размеров, определяющих относительное положение поверхностей, обрабатываемых за один установ.
Определение погрешностей несовмещения баз по угловым размерам, в отличие от линейных, требует, как правило, решения пространственной задачи.

Вопрос №4
Выбор исходной заготовки и методов её изготовления в САПР.
Выбор исходной заготовки и методов её изготовления-представляет собой ЭТАП 3 проектирования оптимальных ТП. На рисунке представлена схема последовательности действий при выборе исходной заготовки.
Основные документы, необходимые для решения задач:
- документация на типовой или групповой ТП;
- классификатор заготовок;
- методика расчёта и технико-экономической оценки выбора заготовок;
- стандарты и тех. условия на заготовки и основной материал.
ЭТАП 3.1. Определение(уточнение) вида исходной заготовки.
ЭТАП 3.2. Выбор метода изготовления исходной заготовки.
ЭТАП 3.3. Технико-экономическое обоснование выбора заготовки.
Примечание: На данном этапе выбор основывается на:
- эвристических критериях выбора вида заготовки;
- экономических расчетах себестоимости получения заготовки. Однако при этом необходимо помнить, что малая себестоимость заготовки влечет за собой большую себестоимость обработки;
- возможностях применения методов группового получения заготовок, обеспечивающих снижение себестоимости заготовки.

Билет 10
1.Определение нормальных напряжений от изгибающего момента в тонкостенных конструкциях.
Расчет ведут при помощи редукционных коэффициентов с использованием диаграмм деформаций.
Пусть имеем поперечное сечение крыла, состоящего из лонжеронов, стрингеров и обшивки.

Это сечение отнесем к произвольной системе координат ХОУ. Обозначим через Х0 и У0 координаты центра тяжести сечения и соответственно Хi, Уi – текущие координаты произвольного силового элемента. На основании гипотезы о плоскостенном распределении деформации принимаем следующий закон распределения деформаций:

·(z)=A*Уi +B , где
·(z) – линейная деформация, А – кривизна плоскости изгиба, В – величина линейной деформации фиксированной точки, Уi – текущая координата.

·z=f(
·(z))=f(A*Уi +B)
13 EMBED Equation.3 1415 – сумма внутренних сил.
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415– момент от внутренних сил
Для расчетов должны быть построены диаграммы деформаций для всех силовых продольных элементов. В общем случае они могут быть выполнены из разных материалов.
Если поперечное сечение крыла неоднородно, то при расчете крыла следует проредуцировать все силовые элементы и привести их к одному материалу.
При расчете поперечного сечения определяют редукционные коэффициенты силовых элементов непосредственно через отношение истинных напряжений к некоторому фиктивному напряжению при помощи диаграмм деформаций, применяя способ последовательных напряжений. Редуцированные площади определяются как 13 EMBED Equation.3 1415.
Для определения фиктивных напряжений должна быть построена произвольная фиктивная диаграмма деформаций, изменяющаяся по фиктивному закону вплоть до момента разрушения материала. Если на графике фиктивная диаграмма деформаций проведена левее действительной диаграммы, что соответствует случаю, когда мы задаем более жесткий материал, то все редукционные коэффициенты будут по величине меньше 1, если правее – больше 1.
13 EMBED Equation.3 1415,
где 13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент учета несимметричности сечения;
13 EMBED Equation.3 1415 – приведенный центробежный момент;
13 EMBED Equation.3 1415 – приведенный момент инерции относительно оси Х;
13 EMBED Equation.3 1415 – приведенный момент инерции относительно оси У;
13 EMBED Equation.3 1415 – центробежный момент инерции относительно оси Х;
13 EMBED Equation.3 1415 – центробежный момент инерции относительно оси У;
13 EMBED Equation.3 1415 – центробежный момент инерции относительно оси Х и У;
13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415 – статический момент;
13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415 – редуцированная площадь любого элемента сечения крыла.
Если центробежный момент 13 EMBED Equation.3 1415, то 13 EMBED Equation.3 1415.
При определении нормальных напряжений по вышеприведенным формулам воспользуемся способом последовательных приближений, сущность которого состоит в следующем: при первом приближении принимаем, что лонжероны, стрингеры, обшивка крыла работают с редукционным коэффициентом 13 EMBED Equation.3 1415, не зависимо от того, из какого материала они сделаны. Отсюда редуцированная площадь 1-го приближения: 13 EMBED Equation.3 1415 . Определяют значения: 13 EMBED Equation.3 1415 ,– откладывают на диаграмме значения напряжений, полученных в элементах конструкции крыла 13 EMBED Equation.3 1415. 13 EMBED Equation.3 1415.
Во втором приближении определяют редукционные коэффициенты: 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415. Определяют редуцированные площади лонжеронов 13 EMBED Equation.3 1415, стрингеров 13 EMBED Equation.3 1415 и обшивки 13 EMBED Equation.3 1415. Находят значения 13 EMBED Equation.3 1415. После определения фиктивного напряжения второго приближения 13 EMBED Equation.3 1415, их откладывают на диаграмме и получают редукционные коэффициенты для третьего приближения. Процедура проводится также до тех пор, пока не совпадут редукционные коэффициенты с точностью 5%.


2.Анализ служебного назначения изделия и технических условий на изготовление, отработка конструкций на технологичность.
Для технически грамотного анализа детали необходимо изучить чертежи, дать описание назначения самой детали, основных ее пов-тей и влияния их взаимного располож-я, точности и шерох-ти пов-ти на кач-во работы мех-ма, для которого изгот-ся деталь. Далее следует сформулировать технич. треб-я, кот-е наиболее важны для выполнения служебного назнач-я. (Например, ТУ № 1 Отклонение от параллельности пов-ти А относительно пов-ти Б не должно превышать 0,03 мм. Невыполнение ТУ № 1 приведет к затруднению при сборке, повышенному износу детали при эксплуатации и преждевременному выходу из строя.) Отработку к-ции на технологичность следует вести в след. порядке: 1. Проанализировать возможность упрощения к-ции вплоть до изменения мат-ла. 2. Установить возможность примен-я высокопроизводительных методов обработки. 3. Проанализировать конструктивные эл-ты детали в технологич. отношении. 4. Опр-ть возможность совмещ-я технологич. и измерительных баз при выдерживании размеров. 5. Опр-ть пов-ти, кот-е м.б. использованы при базир-ии, возможность введения искусственных баз. 6. Опр-ть необходимость доп. технологических операций. 7. Проанализировать возможность выбора рационального метода получения заг-ки, учитывая экономич. факторы.
Анализ служебного назначения изделия и технических условий на изготовление, отработка конструкций на технологичность.
Изделие это предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии.
Изделия в зависимости от их назначения делятся на изделия основного и вспомогательного производства. К изделиям основного производства относятся изделия, предназначенные для поставки, а к изделиям вспомогательного производства- изделия, предназначенные только для собственных нужд изготавливающего их предприятия.
Функциональные поверхности детали могут быть и несопрягаемыми(например, отражательная поверхность зеркала и т. П.).
Остальные поверхности детали являются несопрягающимися и служат лишь для оформления требуемой конфигурации детали. Они часто не обрабатываются или обрабатываются с пониженной точностью для предотвращения отрыва от необработанной поверхности окалины или для уравновешивания и балансировки быстро вращающихся деталей.
Для построения эффективного технологического процесса сборки необходимо расчленить изделие на ряд сборочных единиц и деталей. Такое расчленение производится на стадиях конструкторской подготовки производства при разработке конструкции изделия.
Также при анализе служебного назначения изделия не мало важную роль играют и такие факторы как:
-Работоспособность;
-Надежность;
-Срок службы изделия;
-Ресурс в отобранных часах или допустимый срок службы;
-Безотказность это свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность;
-Долговечность это свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния, а также ряд других факторов.
При анализе служебного назначения учитывают программу и такт выпуска, тип производства. В случае отсутствия технических требований на чертежах деталей, прилагаемых к заданию на курсовое проектирование, они разрабатываются студентом исходя из служебного назначения деталей и условий их изготовления. При анализе имеющихся и разработке новых технических требований к детали оценивают, в первую очередь, соответствие допуска, ограничивающего отклонение размера детали, допуску замыкающего звена размерной цепи, в которой анализируемый размер является одним из составляющих звеньев. При необходимости для решения возникающих задач применяют методы теории размерных цепей.
Анализ технических требований к детали рекомендуют проводить в следующем порядке:
- формулируют техническое требование с указанием конкретных цифровых данных отклонений;
- указывают возможные последствия невыполнения сформулированного технического требования;
- выполняют эскизную схему контроля сформулированного технического требования при помощи универсальных и специальных средств контроля, приводят описание схемы и методики контроля.

Проектирование ТП изготовления деталей, входящих в изделие или сборочную единицу, является, как правило, наиболее трудоемкой частью. Порядок разработки ТП изготовления деталей должен соответствовать построению настоящего раздела. Технологические разработки при этом увязываются с технологией сборки, которую при необходимости следует скорректировать. ТП изготовления деталей должны соответствовать программе их выпуска, типу производства и его организационно-техническим характеристикам.

Технологичность конструкции детали имеет прямую связь с производительностью труда, затратами времени на технологическую подготовку производства, изготовление, технологическое обслуживание и ремонт изделия. Технологичность конструкции детали оценивают на двух уровнях- качественном и количественном. Качественная предшествуют количественной и сводится к определению соответствия конструкции детали следующим требованиям: конструкция должна быть стандартной или состоять из стандартных и унифицированных конструктивных элементов; для изготовления детали должны использоваться стандартные или унифицированные заготовки; точность размеров и шероховатость поверхностей детали должны быть оптимальными, обоснованными конструктивно и экономически. Количественную оценку технологичности конструкции детали в курсовых работах, как правило, не проводят. Анализ технологичности детали рекомендуется проводить в следующем порядке.
На основании анализа исходных данных(чертеж детали, программа выпуска, тип производства и т. п.) выносятся заключения о целесообразности принципиального изменения метода получения исходной заготовки.
Выполняют анализ технологичности конструктивных элементов детали. Учитывают труднодоступные для обработки места и при необходимости вносят изменения в конструкцию.
Определяют возможность совмещения технических и конструкторских баз при обеспечении размеров обусловленной точности.
Анализируют конструкцию детали для возможности одновременной обработки нескольких заготовок на одном станке, многоинструментной, многосторонней и других прогрессивных методах обработки.
Определяют поверхности, которые будут использованы в качестве технологических баз, и проверяют соответствие их требованиям, предъявляемым к технологическим базам заготовки.



Билет 11
1. Касательные напряжения от перерезывающей силы без учета кручения для незамкнутого и односвязного контура.
В общем случае при действии на крыло вертикальной составляющей воздушной нагрузки она не совпадает с центром жесткости. Вследствие этого в сечении крыла, кроме потоков сдвига, возникают потоки от кручения.
Мкр=Qy(xж-xQy) – т.о. мы отделили сдвиг и кручение.
Принятые предположения при расчете: касательные напряжения не меняют своей величины и направлены по касательной к контуру; обшивка и стенки лонжеронов не воспринимают нормальные напряжения. Площади присоединяемых обшивок отнесем к площадям продольных элементов, не учитывая конусность крыла.






13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415 - открытый контур; 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415, где 13 EMBED Equation.3 1415- изгибающий момент, действующий в сечении; 13 EMBED Equation.3 1415- момент инерции с учетом приведенных площадей; 13 EMBED Equation.3 1415 - ордината центра тяжести i-ого элемента.
13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415, где 13 EMBED Equation.3 1415- статический момент.
13 EMBED Equation.3 1415, так как величина 13 EMBED Equation.3 1415 мала, то получим 13 EMBED Equation.3 1415- формула Журавского (для открытого контура).


2. Выбор метода получения заготовок и его технико-экономическое обоснование
Правильный выбор заготовки оказывает непосредственное влияние на возможность рационального построения технологического процесса изготовления как отдельных деталей, так и машины в целом, способствует снижению
удельной металлоемкости машин и уменьшению отходов.
Наиболее распространенные в машиностроении способы получения заготовок могут быть реализованы разными способами, выбор которых требует технико-экономического обоснования. В курсовом проекте способ получения заготовки определяют на основании чертежа детали, результатов анализа ее служебного назначения и технических требований, программы выпуска и величины серии, типа производства, экономичности изготовления.
Исходя из необходимости максимального приближения формы и размеров заготовки к параметрам готовой детали, следует применять прогрессивные методы и способы получения заготовок, такие как литье по выплавляемым моделям, литье, в оболочковые формы, литье под давлением, штамповка в закрытых штампах, периодический прокат и др. Прогрессивные способы получения заготовок обеспечивают снижение затрат на механическую обработку и повышение качества продукции.
Оценка экономической эффективности технологического процесса изготовления заготовки производится на ] основании сравнительного анализа стоимостных и натуральных показателей, состав которых может меняться в зависимости от особенностей производства.
В курсовом проекте оценку правильности выбора заготовки производят обычно по минимальной величине приведенных затрат на изготовление детали. Расчет величины приведенных затрат выполняют по формуле
Пз.д == МзЦз - МоЦо + Пзч Тшт
где Мз масса заготовки, кг; Цз расчетная цена заготовок, руб/кг; Мо масса реализуемых отходов, образующихся при механической обработке, кг (определяется как разность между массой заготовки и массой детали); Цо цена реализуемых отходов, руб/кг; Пз.ч норматив приведенных затрат, приходящихся на 1 ч работы оборудования при выполнении I-й операции; принимают по справочнику; Тщт норма штучного времени на механическую обработку заготовки, ч.
Величину Цз и Цо определяют по соответствующим прейскурантам оптовых цен.
В тех случаях, когда сравниваемые варианты получения заготовок равноценны по величине приведенных затрат, выбор варианта производят по натуральным показателям, в состав которых входят: коэффициент использования металла, %; удельная норма расхода топлива; удельная норма расхода металла; трудоемкость получения заготовки, мин; число занятых рабочих; коэффициент использования оборудования; коэффициент использования производственной площади и др.
Сопоставительный анализ натуральных показателей по сравниваемым вариантам технологического процесса получения заготовки позволяет более полно охарактеризовать их отдельные преимущества и недостатки.
*ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ
На выбор метода получения заготовки оказывают влияние: материал детали; ее назначение и технические требования на изготовление; объем и серийность выпуска; форма поверхностей и размеры детали.
Оптимальный метод получения заготовки определяется на основании всестороннего анализа названных факторов и технико-экономического расчета технологической себестоимости детали. Метод получения заготовки, обеспечивающий технологичность изготовляемой из нее детали при минимальной себестоимости последней считается оптимальным.
При выполнении дипломного проекта делается краткий анализ существующего способа получения заготовки на заводе. Следует отразить и при необходимости проиллюстрировать эскизами технологический процесс, положительные и отрицательные стороны метода, качество заготовки, причины брака и возможности его устранения. Необходимо привести данные об экономичности получения заготовки в условиях завода, о себестоимости, трудоемкости, производительности, материалоемкости метода.
На основании произведенного анализа, изучения передовых методов получения аналогичных заготовок на других предприятиях, а также данных других исследований [2, 4] и технико-экономического обоснования следует предложить оптимальный для принятых условий производства метод получения заготовки. Чертеж заготовки должен быть отработан на технологичность с целью обеспечения оптимальных затрат труда, средств, материала и времени на ее изготовление предложенным методом.
1)Заготовки из проката и специальных профилей
Для изготовления деталей методами резания и пластической деформацией применяют сортовой, специальный прокат и профили.
Для механической обработки на токарных автоматах и револьверных станках рекомендуется применять калиброванный прокат по ГОСТ 7417-75 диаметром до 100 мм. Холодную высадку ступенчатых деталей на прессах-автоматах также рекомендуется производить из калиброванного проката диаметром до 25 мм.
Специальный прокат применяется в условиях крупносерийного и массового производства, что позволяет почти полностью исключить механическую обработку детали. Гнутые профили, открытые, закрытые и многослойные, используются для уменьшения массы и увеличения жесткости деталей. Экономия металла и сокращение времени обработки при их применении соответственно составляют 30...70 % и 20...40 %.
2)Кованые и штампованные заготовки
Область применения этих методов серийное и массовое производство.
При выборе заготовок, получаемых давлением, следует иметь в виду, что наиболее производительными методами являются холодная высадка на автоматах и поперечно-клиновая прокатка (до 350 шт./мин). Штамповки на кривошипных прессах в 2...3 раза производительнее штамповки на молотах, припуски и допуски уменьшаются на 20...35 %, расход металла
на поковки на 10...15 %.
Заготовки для деталей типа стержня с утолщением, колец, втулок, деталей со сквозными или глухими (в том числе и глубокими) отверстиями и другие целесообразно получать на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ).
3) Отливки
Литье в песчаные формы является наиболее универсальным методом, однако изготовление формы требует больших затрат времени. Так, набивка 1 м3 1формовочной смеси вручную занимает 1,5...2 ч, а с помощью пневматической трамбовки 1 ч. Применение пескомета сокращает время набивки до 6 мин. Встряхивающие машины ускоряют ее по сравнению с ручной в 15 раз, а прессовые в 20 раз.
Литье в оболочковые формы применяют главным образом при получении ответственных фасонных отливок. При автоматизации этого метод можно получать до 450 полуформ/ч.
Литье в кокиль экономически целесообразно при величине партии не менее 300..500 шт. для мелких отливок и 30.. .50 шт. для крупных. Часовая производительность метода до 30 отливок.
Литье по выплавляемым моделям экономически целесообразно для литых деталей очень сложной конфигурации из любых сплавов при величине партии свыше 100 шт.
Литье под давлением применяется в основном для получения фасонных отливок из цинковых, алюминиевых, магниевых и латунных сплавов. Способ считается целесообразным при величине партии 1000...2000 шт. и более. Производительность до 1000 отливок/ч.
Центробежное литье получило распространение при выполнении заготовок, имеющих форму тел вращения. Производительность до 15 отливок/ч. Перспективна штамповка заготовок из жидкого металла. Метод позволяет получать достаточно точные заготовки с глубокими выступами и тонкими стенками при удельном давлении в б... 8 раз меньшем, чем при горячей штамповке.
Технико-экономическое обоснование.
При выборе вида заготовки для проектируемого технологического процесса возможны следующие варианты.
1. Метод получения заготовки принимается аналогичным существующему на данном производстве.
2. Метод изменяется, однако это не вызывает изменений в технологическом процессе механической обработки.
3. Метод изменяется, что влечет за собой существенные изменения в ряде операций механической обработки детали.
В первом случае достаточно ограничиться ссылкой на справочную литературу, где для данных условий рекомендован этот вариант как оптимальный. Так как стоимость заготовки не изменяется, она не учитывается при определении технологической себестоимости.
Во втором случае предпочтение следует отдавать заготовке, характеризующейся лучшим использованием металла и меньшей стоимостью.
В двух рассмотренных случаях можно принять окончательное решение относительно вида заготовки и рассчитать ее стоимость до определения технологической себестоимости варианта процесса. В третьем случае вопрос о целесообразности выбора определенного вида заготовки может быть решен лишь после расчета технологической себестоимости детали по сравниваемым вариантам. Предпочтение следует отдавать той заготовке, которая обеспечивает меньшую технологическую себестоимость детали. Если же сопоставляемые варианты оказываются равноценными, предпочтение следует отдавать варианту заготовки с более высоким коэффициентом использования материала.




Билет 12
Вопрос 1 Касательные напряжения при свободном кручении для открытого, односвязного и многосвязного контура


Кручение называется свободным, если в поперечном сечении конструкции возникают лишь касательные напряжения, а нормальные отсутствуют.
Рассмотрим незамкнутый контур.


По определению свободного кручения в сечении нормальные напряжения отсутствуют, поэтому у нас нет сил, действующих на Oz.
Рассекаем панель на любые панели. Составляем уравнение равновесия всех сил:
13 EMBED Equation.3 1415- т.о. в незамкнутом контуре не могут существовать касательные напряжения без нормальных, т.е. открытый контур на кручение (свободное) не работает.
Замкнутый контур поперечного сечения
Делаем 2 разреза вдоль образующей по 1-ой и к-ой панелям. Составив уравнение равновесия, получим: 13 EMBED Equation.3 1415
Выполняя разрезы по другим панелям – то же самое. Следовательно, потоки касательных усилий в 1-замкнутом контуре постоянны.
Для определения используем следующие формулы:
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415- формула Бредта
Многозамкнутый контур
Разрезы выполняем так же, как и при сдвиге. Т.к. замыкающее погонное усилие действует только на тех панелях сечения, которые входят в замыкаемый контур, то мы можем записать на участке АВС: 13 EMBED Equation.3 1415,
CDFA: 13 EMBED Equation.3 1415 ; DEF: 13 EMBED Equation.3 1415
Используем первое уравнение статики: 13 EMBED Equation.3 1415.
Запишем условие замкнутости контура:
13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415
Преобразовав получаем: 13 EMBED Equation.3 1415;
13 EMBED Equation.3 1415. Уравнение равновесия примет вид: 13 EMBED Equation.3 1415, где 13 EMBED Equation.3 1415- сумма площадей ; 13 EMBED Equation.3 1415- площадь элементарного сектора. В данном случае, в отличии от сдвига, в уравнениях присутствует еще одна величина – относительный угол поворота
·: 13 EMBED Equation.3 1415. Если подставить в условие замкнутости значения потоков и разбить сумму, то мы получим канонические уравнения деформации при кручении:
13 EMB
·ED Equation.3 1415;
13 EMBED Equation.3 1415;
13 EMBED Equation.3 1415.
Если совместить канонические уравнения при сдвиге и кручении, то можно определить потоки касательных усилий без определения центра жесткости.


Вопрос 4
Компоненты видов обеспечения САПР
Каждая САПР содержит следующие виды обеспечения: методическое, математическое, лингвистическое, программное, информационное, техническое.
К компонентам методического обеспечения относят утвержденную документацию инструктивно-методического характера, устанавливающую технологию автоматизированного проектирования: правила эксплуатации(общее описание САПР, пояснительная записка, инструкция по эксплуатации, описание языка, руководство оператора, руководство по тех. обслуживанию), нормативы, стандарты и другие руководящие документы, регламентирующие процесс и объект проектирования.
Компоненты математического обеспечения – это совокупность математических методов, моделей и алгоритмов, необходимых для автоматизированного решения задач. Матем. обеспечение по назначению и способу реализации можно разделить на 2 части. 1-ую составляют матем.методы и модели, описывающие объекты проектирования(изделия, детали, ТП и т.д.), 2-ая – формализованное описание технологии автоматизированного проектирования.
К компонентам лингвистического обеспечения относятся языки проектирования(ЯП), информационно-поисковые языки(ИПЯ) и вспомогательные языки, используемые в обслуживающих подсистемах.
ЯП должны: представлять собой набор директив, используя которые пользователь осуществляет процесс формирования модели объекта проектирования и ее анализ; давать возможность эффективного контроля заданий; иметь средства выдачи справок, инструкций и сообщений об ошибках.
ИПЯ включают словари, правила индексирования входной информации и формирования поисковых предписаний. Значительную часть лингвистического обеспечения составляют проблемно-ориентированные языки(ПОЯ), языковые средства для общения человека с техническими и программными средствами. К ним предъявляется ряд требований:
- должна быть обеспечена гибкость ПОЯ, например, возможность использования аббревиатур терминальных символов и символов-синонимов
- должна быть возможна работа с ПОЯ в пакетном и диалоговом режимах
- язык должен быть легко осваиваемым и иметь обучающую подсистему
Компоненты программного обеспечения – это совокупность машинных программ и экспл-ых документов к ним, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования. Компоненты программного обеспечения должны иметь иерархическую организацию, в которой на верхнем уровне размещается монитор управления компонентами нижних уровней. Монитор служит для управления функционированием набора программных модулей.
Программное обеспечение (ПО) делится на :
1)Общесистемное. Функции – управление процессом вычислений; ввод, вывод и частично обработка информации; диалоговая взаимосвязь с пользователем; решение общематематических задач; контроль и диагностика вычислительного комплекса
2)Специальное. Включает пакеты прикладных программ, основным назначением которых является выполнение проектных заданий. Специальное ПО является оригинальным инструментом автоматизированного проектирования. По значимости это основной объект при создании САПР.
Информационное обеспечение – это совокупность сведений, необходимых для выработки проектных решений(информация о прототипах изделий, о материалах, комплектующих, оборудовании, применяемых в объекте проектирования; информация из ГОСТ, ОСТ, справочная, нормативная информация). Составной частью информационного обеспечения является банк данных, состоящий из базы данных и СУБД.Организационное обеспечение – совокупность документов, определяющих состав проектной организации и ее подразделений, связи между ними, выполняемые функции, форму представления, результатов проектирования и порядок прохождения проектных задач.
Техническое обеспечение – В связи с новыми более сложными задачами автоматизированного проектирования, связанными с созданием комплексных или интегрированных систем проектирования, значительно повышаются требования к техническим средствам САПР. Для САПР рекомендуется двухуровневая структура технических комплексов, включающая центральный вычислительный комплекс и автоматизированные рабочие места. Рекомендуются 3 типа комплексов:
1)Технический комплекс высокой производительности, для формирования баз данных, проектирования сложных изделий, разработки управляющих программ многокоординатной обработки деталей на СЧПУ, разработки технологической документации.2) Технический комплекс средней производительности, для проектирования деталей средней сложности и ТП их изготовления, разработки управляющих программ трехкоординатной обработки деталей на СЧПУ, проектирования средств технологического оснащения и их элементов и т.п.
3) Технический комплекс малой производительности, для проектирования простых изделий и ТП их изготовления, включая подготовку управляющих программ для СЧПУ.









































1Балансировочные схемы. Балансировка самолета. Правило продольного «V» для разных схем.
В зависимости от расположения вспомогательных поверхностей относительно системы крыльев различают аэродинамические схемы:
«нормальную» схему, если горизонтальное оперение (стабилизатор) располагается сзади крыла;
схему «утка», если горизонтальное оперение (дестабилизатор) располагается впереди крыла;
«бесхвостку» или «летающее крыло», если аэродинамическая схема самолета состоит только из одной несущей поверхности.
Все эти три схемы должны обладать общими для них свойствами: балансироваться при различных значениях подъемной силы и сохранять устойчивое движение при определенном ее значении. Свойства управляемости (балансировки) и устойчивости являются основными при реализации любой аэродинамической схемы самолета. В связи с этим указанные выше три основные схемы называются балансировочными. Они могут быть образованы плоскими несущими поверхностями. При этом схема «бесхвостка» сможет балансироваться только на границе продольной статической устойчивости (нейтральной).
Использование «закрученных» несущих поверхностей позволяет рационально (при минимальных потерях аэродинамического качества) осуществить балансировку всех схем при условии их устойчивости.
Проведем анализ и сравнение всех трех аэродинамических (балансировочных) схем.
«Нормальная» схема
Балансировочная схема самолета с хвостовым горизонтальным оперением, где указаны силы, действующие на крыло и оперение, и суммарные силы в условиях балансировки самолета и в условиях ее нарушения при изменении угла атаки (например, при воздействии вертикального порыва ветра) см. р

















Схема Утка
Для обеспечения продольной статической устойчивости данной схемы в условиях балансировки необходимо выполнить требование «правила продольного V», обобщив его в следующем виде: для продольной статической устойчивости любых аэродинамических схем, состоящих из двух тандемно расположенных плоских поверхностей в условиях их балансировки (Мг=0), необходимо, чтобы угол атаки передней поверхности
·1 был больше угла атаки задней несущей верхности
·2. Таким образом, для схемы «утка» это правило выражается соотношением
·г. 0 >
·кр, в то время как для нормаль схемы
·кр >
·г. 0.
При одинаковых относительных геометрических параметрах крыла и оперения (13 EMBED Equation.3 1415)
и при соблюдении «правила продольного V» (
·г. 0 >
·кр) горизонтальное оперение в схеме «утка» должно быть более нагруженным в аэродинамическом отношении , и это предрасполагает к преждевременному (относительно крыла) срыву потока с оперения при увеличении его подъемной силы либо вследствие увеличения угла атаки от вертикального порыва ветра, либо вследствие управляющего воздействия кабрирования самолета при маневрировании в плоскости продольного движения. Этот недостаток схемы «утка», известный как тенденция к «клевку», в особенности на взлетно-посадочных режимах, привел к тому, что эта схема практически не используется в современной авиации.
Бесхвостка

При выборе одной из трех аэродинамических балансировочных схем следует иметь в виду, что из-за затруднения в получении больших значений 13 EMBED Equation.3 1415(особенно у самолетов схемы «бесхвостка») самолеты схемы «бесхвостка» и схемы «утка» при взлете и посадке вынуждены выходить на большие углы атаки а. Конструктивно это делает невозможным (или затруднительным) применение на таких самолетах стреловидных крыльев большого и среднего удлинения, так как применение таких крыльев и больших углов атаки связано с очень большой высотой опор шасси.
Вследствие этого для скоростных самолетов в схемах «утка» и «бесхвостка» могут использоваться только крылья малого удлинения треугольной, готической, оживальной или серповидной формы в плане. Из-за малого удлинения такие крылья имеют малое аэродинамическое качество на дозвуковых режимах полета.
Эти соображения определяют целесообразность использования схем «утка» и «бесхвостка» для самолетов, у которых основным режимом полета является полет на сверхзвуковой скорости. И естественно, что «нормальная» схема наиболее целесообразна для дозвуковых самолетов или самолетов, у которых режим полета на дозвуковой скорости преобладает над режимами сверхзвукового полета.



2. Проектирование средств специального технологического оснащения. Порядок проектирования. Техническое задание
Исходные данные:
- чертеж детали
- ТП изготовления детали, карта эскизов
- объем годового выпуска
- сведения об используемом оборудовании и размерах его рабочей зоны (паспорт или тех.описание)
- справочные материалы, включающие нормализованные узлы станочных приспособлений для обработки деталей аналогичных типов
При разработке оснастки сначала составляют ТЗ на проектирование приспособления. В ТЗ указывают, на какую операцию необходимо разработать приспособление, и какое оно должно быть – специальным или быстропереналаживаемым. В ТЗ указывают основные характеристики приспособления:
- габариты
- вес
- количество одновременно устанавливаемых и обрабатываемых деталей
- желательна или нет механизация и автоматизация процесса закрепления детали
- соображения по типу применяемых зажимных механизмов (гидропривод)
После разработки ТЗ и его утверждения начальником цеха приступают к разработке эскизного проекта.
На основе схемы базирования разрабатывают схему установки и закрепления заготовки.
Сравнивают несколько вариантов эскизного проекта по техническим (габариты, масса, точность) и экономическим критериям (стоимость приспособления). Технико-экономическое обоснование выполняют на основе расчета затрат по вариантам. Технологическое оснащение внедряют при условии, что расходы на проектирование, изготовление и внедрение оснастки превышаются экономическим эффектом от использования приспособления (Э>Р). Экономический эффект от использования приспособления чаще всего возникает вследствие снижения трудоемкости обработки изделия.
13 EMBED Equation.3 1415
N- годовая программа выпуска
а – себестоимость 1 станкоминуты обработки изделия
tшт – трудоемкость по штучному времени обработки по базовому и новому вариантам
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415 – стоимость специального приспособления
к- категория сложности приспособления
z- число деталей в приспособлении
Су- стоимость 1 условной детали
КП- коэффициент расходов на проектирование специального приспособления в зависимости от сложности (0,2-0,3)
n- величина партии одновременно поступающих в производство деталей
КЭ- коэффициент эксплуатационных расходов (0,2-0,3)
Выполняют расчет усилия закрепления и точности приспособления.


4. Проектирование технологических процессов на основе системного подхода в САПР
Комплексный подход может быть использован при построении отдельных подсистем, объединяющих в единый процесс основные этапы проектирования.
Примером может служить САПР ТП «Технолог».
1. Подсистема «Технолог-1» предназначена для проектирования ТП механической обработки деталей основного производства. Эта подсистема является центральным и ведущим звеном САПР ТП и наряду с разработкой ТП на детали основного производства готовит заказы на проектирование приспособлений, инструмента и разработку управляющих программ для станков с ЧПУ.
2. Подсистема «Приспособление» служит для проектирования специальных станочных приспособлений. В зависимости от конструктивных особенностей деталей и условий обработки она предусматривает разработку конструкций либо методом синтеза, либо методом доработки типовых схем приспособлений.
3. Подсистема «Инструмент» выполняет проектирование специальных режущих, вспомогательных и измерительных инструментов.
4. Подсистема «Технолог-2» предназначена для проектирования ТП изготовления деталей специальной оснастки.
5. Подсистема «САП» применяется для разработки управляющих программ для станков с ЧПУ.
6. Подсистема «Кодирование и первичная обработка входной информации» служит для преобразования данных о детали и планово-производственной документации в форму, удобную для переработки этой информации в основных подсистемах САПР ТП.
7. Подсистема «Документ» обеспечивает оформление результатов проектирования в виде комплекта ТД: карты ТП, чертежи оснастки, спецификации, ведомости, управляющие программы на перфолентах.
8. Банк данных предназначен для обеспечения необходимой информацией процессов автоматизированного проектирования вышерассмотренных подсистем.
Типизация технологического проектирования предусматривает создание для некоторой группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками определенных схем, характеризуемых единством содержания и последовательности большинства технологических операций и переходов.
Важной задачей является разработка обобщенного маршрутного описания ТП, включающего все многообразие технологических операций для изготовления деталей рассматриваемого класса. Эти операции характеризуются единым и алгоритмами проектирования и вводятся в качестве возможных готовых вариантов решений. Обобщенные операции разрабатываются при создании САПР ТП с целью упрощения алгоритмов и сокращения числа решаемых задач при проектировании.
Обобщенный маршрут получается в результате объединения нескольких маршрутов обработки деталей, входящих в рассматриваемый класс. Чем больше использовано частных маршрутов обработки, тем более полным является обобщенный маршрут и тем эффективнее ведется автоматизированное проектирование типового технологического маршрута на конкретную деталь.
Для удобства формирования обобщенного маршрута целесообразно анализируемые ТП представить в виде схемы, в которой одинаковые по назначению и содержанию операции располагаются на 1 уровне. Затем 1 из маршрутов принимается за базовый и дополняется операциями, отсутствующими в этом маршруте. При определении места той или иной операции в обобщенном маршруте руководствуются общими принципами, известными из технологии машиностроения. Так, обработка поверхностей должна вестись в последовательности, обратной степени точности выполнения отдельных операций, в конце маршрута выносятся операции по обработке легкоповреждаемых поверхностей.
Анализ содержания отдельных операций, включаемых в обобщенный маршрут, показывает, что все эти операции связаны с определенными сочетаниями конструктивных и технологических признаков деталей.



Билет 16
1 Мероприятия по повышению несущей способности стреловидных крыльев и минимизации лобового сопротивления. Моментные характеристики крыла. Средняя аэродинамическая хорда.
Конструктивные мероприятия по повышению несущих свойств стреловидных крыльев.
Конструктивные мероприятия по повышению несущих свойств стреловидных крыльев проводятся с целью увеличения 13 EMBED Equation.3 1415 подъёмной силы. Соответствует началу нелинейности в зависимости 13 EMBED Equation.3 1415. Для увеличения величины потока и сдвига на большое значение углов атаки, в изменении компоновки крыла могут быть проведены следующие мероприятия:
Создаётся аэродинамическая крутка крыла путём установки в концевых сечениях мало несущих профилей.
Создаётся геометрическая крутка (установка в концевых сечениях профилей ) с отрицательным наклоном относительно корневого сечения. При увеличении 13 EMBED Equation.3 1415 концевые сечения подходят позже, срыв потока ,а суммарные 13 EMBED Equation.3 1415 при этом возрастают по сравнению с плоским крылом.
Для уменьшения стекания пограничного слоя к концам крыла на верхней поверхности крыла устанавливают перегородки, вместо перегородок может быть создано скачкообразное изменение хорд с изменением носка крыла (клюв). В районе клюва создаётся вихрь который препятствует преждевременному срыву пограничного слоя.
Сопротивление крыла.
Суммарное лобовое сопротивление крыла представляется следующим уравнением:
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415- коэффициент лобового сопротивления
13 EMBED Equation.3 1415- коэффициент индуктивного сопротивления
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415-коэффициент отвала поляры
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415-профильного
13 EMBED Equation.3 1415-волнового сопротивления
Волновое сопротивление возникает при скорости большей чем 13 EMBED Equation.3 1415
Коэффициент профильного сопротивления вычисляется:
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
k – коэффициент интерференции
13 EMBED Equation.3 1415- относительная площадь под фюзеляжной части крыла
13 EMBED Equation.3 1415=0,9 для высокоплана
13 EMBED Equation.3 1415=0,7 для среднеплана
13 EMBED Equation.3 1415=0,5 для низкоплана
13 EMBED Equation.3 1415-относительная суммарная длинна щелей на крыле ( между закрылками и крылом и т.д.)
13 EMBED Equation.3 1415-относительная координата точки перехода ламинарного потока в турбулентный
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415- относительные координаты местоположения максимальной толщины и вогнутости профиля
13 EMBED Equation.3 1415- относительная хорда предкрылка.


13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415средняя высота бугров шероховатости поверхности

Волновое сопротивление на около звуковой скорости определяется:
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415критическое число М при 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
при сверхзвуковой скорости при М > 1,2

13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 14151 для <> , 13 EMBED Equation.3 1415 для ()
13 EMBED Equation.3 1415
при 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415 при 13 EMBED Equation.3 1415

Индуктивное сопротивление:

13 EMBED Equation.3 1415 на малых скоростях
13 EMBED Equation.3 1415 -для крыльев со сверхзвуковой для за критического обтекания
для крыльев со сверхзвуковой кромкой
13 EMBED Equation.3 1415
для дозвуковых кромок 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415коэффициент подсасывающей силы
13 EMBED Equation.3 1415 коэффициент реализации подсасывающей силы
для острых кромок 13 EMBED Equation.3 1415
для закруглённых кромок 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415 , 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415- полный эллиптический интеграл второго рода

Подсасывающая сила может быть реализована на профиле с острым носком , если он будет отогнут на угол превышающий угол атаки крыла на данном режиме полёта. С этой целью для повышения аэродинамических качеств на стреловидных и треугольных крыльях применяют коническую кромку крыла . Такая кромка эффективна на трансзвуковых скоростях . Для того , чтобы обеспечить (околозвуковые) минимальное индуктивное сопротивление необходимо применять крылья с неплоской серединной поверхностью . Закон изменения серединной поверхности определяется при решении вариационной задачи на минимум индуктивного сопротивления .

Моментные характеристики крыла.

Продольный момент крыла:
13 EMBED Equation.3 1415
(1-ая производная)
13 EMBED Equation.3 1415 (центр тяжести и фокус крыла относительно средней аэродинамической хорды)
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415 - фокус профиля со средней толщиной крыла
13 EMBED Equation.3 1415- средняя толщина крыла .
Фокус крыла смещается во время полёта
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415 при 13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415

на единицу угла скольжения -13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415-угол поперечного сечения крыла в радианах


Мероприятия по повышению несущей способности стреловидных крыльев и минимизации лобового сопротивления. Моментные характеристики крыла. САХ.
Конструктивные мероприятия по повышению несущих свойств стреловидных крыльев проводятся с целью увеличения 13 EMBED Equation.3 1415 подъёмной силы. Для увеличения величины потока и сдвига на большое значение углов атаки, в изменении компоновки крыла могут быть проведены следующие мероприятия:
Создаётся аэродинамическая крутка крыла путём установки в концевых сечениях мало несущих профилей.
Создаётся геометрическая крутка с отрицательным наклоном относительно корневого сечения. Для уменьшения стекания пограничного слоя к концам крыла на верхней поверхности крыла устанавливают перегородки, вместо перегородок может быть создано скачкообразное изменение хорд с изменением носка крыла (клюв). В районе клюва создаётся вихрь который препятствует преждевременному срыву пограничного слоя.
Подсасывающая сила может быть реализована на профиле с острым носком , если он будет отогнут на угол превышающий угол атаки крыла на данном режиме полёта. С этой целью для повышения аэродинамических качеств на стреловидных и треугольных крыльях применяют коническую кромку крыла. Такая кромка эффективна на трансзвуковых скоростях. Для того , чтобы обеспечить (околозвуковые) минимальное индуктивное сопротивление необходимо применять крылья с неплоской серединной поверхностью. Закон изменения серединной поверхности определяется при решении вариационной задачи на минимум индуктивного сопротивления.
Моментные характеристики крыла
Продольный момент крыла зависит от аэродинамической компоновки и от режимов полета. В первом приближении:
13 EMBED Equation.3 1415
Разность между центром тяжести и фокусом крыла относительно средней аэродинамической хорды:
13 EMBED Equation.3 1415-угол поперечного сечения крыла в радианах.
Величина средней хорды определяется:
13 EMBED Equation.3 1415
средняя аэродинамическая хорда – это хорда прямоугольного крыла эквивалентного данному крылу по моментным характеристикам относительно поперечной оси Z, проходящей через начало корневой хорды данного крыла.
Начало средней аэродинамической хорды вычисляется:
13 EMBED Equation.3 1415
где х,в- текущие размеры хорды крыла и расстояние от начала хорды до оси.
Если крыло имеет большое поперечное сечение, возникает необходимость определения средней аэродинамической хорды по высоте:


Рис. 8.2.Определение средней аэродинамической хорды у трапециевидного крыла

Если крыло составлено:

Рис. 8.3.Определение средней аэродинамической хорды у крыла составленного из нескольких трапеций
13 EMBED Equation.3 1415
2.Разделительные операции, механизм деформироования и расчет технологических параметров при раскрое.
К раскройным относятся все виды работ, связанные с выполнением разделительных операций с изготовлением плоских деталей и заготовок для деталей пространственных форм.
основными требованиями к раскройным работам являются наиболее полное использование материала, уменьшение отходов.
Классификация
Применение той или иной разделительной операции при изготовлении конкретных деталей зависит от их формы, размеров, от толщины и свойств материала, от вида полуфабриката. Раскрой может быть групповым или индивидуальным. Детали больших и средних размеров (диной от 500 до 3000мм и более) из алюминиевых сплавов с прямолинейными очертаниями контуров раскраиваются на гильотинных ножницах. Детали этой группы, имеющих криволинейные или смешанные очертания контуров раскраиваются путём фрезерования на радиальных станках, на станках со следящим приводом или с ЧПУ. Реже применяется раскрой на роликовых или вибрационных ножницах Для небольших плоских заготовок и деталей применяется раскрой в штампах. В зависимости от объёма производства данных деталей применяются инструментальные или упрощённые штампы. Расположение деталей на полосе может быть различным и определяется их конструкцией и требованиями эффективного использования материала. Механизм деформирования
Раскрой на ножницах в частности на гильотинных, разделение заготовки происходит по незамкнутому контуру, вырубка и пробивка в большинстве случаев – по замкнутому контуру. Пуансон – ответная рабочая часть которую охватывает деталь. Отделяемая от полосы деталь или пробиваемое в детали отверстие определяется размерами и формой в плане пуансона и матрицы. Механизм пластического деформирования и разрушения заготовки в указанных случаях имеет некоторые различия, однако основные положения явл. общими. Верхний нож, опускаясь вниз, надавливает на заготовку вызывая последовательно: упругое сжатие, пластическое смятие, сдвиг и разрушение. Расчёт тех. параметров
Деформирующее усилие необходимо знать при проектировании тех. процессов для подбора оборудования и проектирования оснастки. Определение усилия Р из условия равенства внутренних и внешних сил представляет определённые трудоёмкости с момента соприкосновения и надавливания торца нож на заготовку в очаге деформаций близ режущих кромок возникают напряжения, которые на протяжении всего процесса изменяются как по величине так и по направлению. Определить деформирующее усилие Р – значит уловить момент, когда внутренние напряжения по величине и направлению обусловят наибольшее на протяжении всего процесса сопротивление деформированию, т.е. когда Р = Рmax, подбор тех. оборудования производится именно по максимальному деформирующему усилию.
Рmax = k*L*S*
·ср = k*
·ср* Fср
L – длинна линии среза или периметр контура детали
S – толщина заготовки

·ср – сопротивление срезу
k = 1,11,3 – коэффициент учитывающий отклонение реальных от рациональных условий резания
Fср – начальная площадь среза
Fср = S 2 /2 tg
· , и тогда Pmax = k =
·ср*S 2 /2 tg
·

· – угол наклона ножа (30 - 40)
усилие съёма:
Q =
·*
·k*Fk

Fk - площадь контакта боковой поверхности пуансона с заготовкой

·k - контактные напряжения

· – коэф. трения
В упрощённом виде Q определяется :
Q = (0.030.05) Pmax
2 Разделительные операции, механизм деформирования и расчет технологических параметров при раскрое.
1 Основные требования к раскр. работам.
это все виды работ связанные с выполнением разделительных операций, т.е. изг-е плоских деталей и заготовок. Объём 10-12% от общ. объёма ЗШР. Осн. критерием рациональности ТП раскроя явл. КИМ. 13 EMBED Equation.3 1415 -для листовых дет.
Основные принципы рац-ции: 1) сосредоточение всех раскр. работ в одном цехе. 2) внедрение группового раскроя 3)применение листов спец. размеров по спец. заказам.
Классификация видов раскроя: 1 Индивидуальный раскрой. 2 Групповой раскрой.
I гр деталей-дет. больш. и средн размеров, длинной до 3 м с прямолин и криволин контурами. Раскраивают на гилятинных, роликовых и вибрац ножницах, а также на копировально-фрезерных станках.
II гр – малагабаритн детали и плаские детали с разной сложностью и очертаниями. Для раскроя этих деталей – вырубные штампы, вырезка резиной и полиуретаном.
Механизм деформации. Оптимальный зазор. Процесс резания представляет собой 3 последовательные стадии: 1) Упругая (не оставл. следов); 2) Пластичная; 3) Скалывание.
На срезе узкая блестящая полоса (пластичная), и более широкая матовая (скалыв -ание)
Ножи устанав- ливают с зазором z м/у ними. При отрезке возникает изгиб. момент, который определяется как произведение силы R на плечо, несколько больше чем z – а N (составляющие) боковые распирающие усилия, которые сост-т13 EMBED Equation.3 1415. Если исп-ся прижим, то N=0.1-0.2P.
Процесс отделения одной детали от другой.
1 Очаги пластич деф-ции начиная от кромок постепенно смыкается.
2 Стадия начинается при нео- братимом смещения 1 части листа над другой. Степень деф-ции повыш-ся и когда ресурс пластичности будет исчерпан начинается 3 стадия, разрушения металла , скалывание.
Размер пластич. деф-ции h. Угол скола 13 EMBED Equation.3 1415=6-4( , сотношение h/s=0.2-0.8S зависит от мягкости Мс. В зависимости от зазора и глубины проникновения ножа трещины скалывания могут пойти паралельно или навстречу друг другу. В последнем случае зазор будет отличаться 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415



4Определение требований техники безопасности и защиты окружающей среды к условиям производства в САПР.
Определение требований техники безопасности и защиты окружающей среды к условиям производства – представляет собой ЭТАП 9 проектирования оптимальных ТП.
Основные документы, необходимые для решения задач:
1 Стандарты ССБТ (система стандартов безопасности труда)
2 Инструкции по технике безопасности и производственной санитарии.
ЭТАП 9.1 Разработка требований, выбор методов и средств защиты окружающей среды.
Примечание. Невыпоснение требований данного этапа может привести к запрещению производстка.









Билет 17
(ВОПРОС №1) «Жизненный цикл» самолета: от ТЗ до списания (основные этапы, их содержание и взаимосвязь).

Анализ развития информационных технологий в производственных задачах показывает, что одним из направлений движения является все более полный охват стадий жизненного цикла продукции. Гибкие производственные системы решали задачи, касающиеся исключительно производства изделий. В компьютеризированном интегрированном производстве круг задач значительно расширился и включил в себя разработку, проектирование и изготовление, материально-техническое обеспечение и другие задачи предприятия. Тем не менее, остались нерешенными задачи: взаимодействия с заказчиком, взаимодействия с партнерами-поставщиками, послепродажного сопровождения изделия и многие другие.
К середине 90-х годов появилось осознание необходимости создания интегрированной информационной системы, поддерживающей весь жизненный цикл изделия.
По определению, приведенному в стандарте ISO 9004-1, жизненный цикл (ЖЦ) продукции это совокупность процессов, выполняемых от момента выявления потребностей общества в определенной продукции, до момента удовлетворения этих потребностей и утилизации продукции.
К основным стадиям ЖЦ относятся: маркетинг; проектирование и разработка продукции; планирование и разработка процессов; закупки материалов и комплектующих; производство или предоставление услуг; упаковка и хранение; реализация; монтаж и ввод в эксплуатацию; техническая помощь и сервисное обслуживание; послепродажная деятельность или эксплуатация; утилизация и переработка в конце полезного срока службы.
Самолет- это летательный аппарат тяжелее воздуха с силовой установкой для создания тяги и крылом, создающим подъемную силу. Создание современного ЛА требует расходования огромных интеллектуальных и экономических ресурсов общества. И все этапы жизненного цикла современного ЛА оказывают определенное воздействие на различные стороны жизни общества.
В жизненном цикле современного ЛА можно выделить следующие основные этапы:
1. ТЗ на проектирование;
Проектирование ЛА;
Постройка и испытание опытных экземпляров;
Разработка технической документации на серийное производство;
Серийное производство и поставка ЛА заказчику;
Эксплуатация ЛА и модернизация его в процессе эксплуатации;
Утилизация ЛА, отработающее установленный срок;
1. В ТЗ определяются потребные летно-технические характеристики (ЛТХ), технологические, эксплуатационные и др. требования к ЛА, выбираются критерии эффективности выполнения ЛА поставленной задачи.
Разработка ТЗ является «внешним» проектированием.
2. «Внутреннее» проектирование завершается разработкой конкретных объектов. Условно делится на:
а) предварительное проектирование;
б) эскизное проектирование;
в) рабочее проектирование;
Условность такого разделения определяется глубиной проработки всех систем ЛА.
На этапе предварительного проектирования прорабатывается несколько концепций ЛА со степенью детализацией, достаточной для того, чтобы объективно оценить преимущества и недостатки каждой из них. При этом компромисс между весьма противоречивыми требованиями ТЗ достигается на основании более объективных результатов моделирования ЛА, его ЛТХ, эксплуатационных, экономических характеристик.
Многообразие процессов в ходе ЖЦ и необходимость их интенсификации требуют активного информационного взаимодействия субъектов (организаций), участвующих в поддержке ЖЦ продукции. С ростом числа участников растет объем используемой и передаваемой информации.
Потребность в создании интегрированной системы поддержки ЖЦ изделия и систематизации информационного взаимодействия компонентов такой системы, приводят к необходимости создания интегрированной информационной системы (ИИС). В основе ИИС лежит использование открытых архитектур, международных стандартов, совместное использование данных и апробированных программно-технических средств.
В сложных долговременных проектах ИИС обеспечивает возможность взаимодействия проектных организаций и производственных предприятий, поставщиков, организаций сервиса и конечного потребителя на всех стадиях ЖЦ. В проектах, финансируемых или контролируемых государством, к необходимой информации могут иметь доступ уполномоченные государственные структуры.

Методы формообразования конструкций из полимерных композиционных материалов.

Существует 4 основных метода. Они основаны на получении ПКМ с использованием препрега.
Препрег – материал состоящий из армир-го волокнистого наполнителя, который пропитан полимерным связующим.
Прямое прессование
В металлические пресс-формы закладывается необходимое количество препрега. Пресс-форма смыкается, помещается в гидр. пресс, снабженный обогреваемыми плитами и в ней создается повышенные температура (120-180град) и давление (5-40МПа) и в течение нескольких часов происходит полимеризация связующего. Затем пресс-форма охлаждается, размыкается -> готовое изделие. Метод применяется на Авиастаре, но ограниченно.
2. Намотка
Самый распространенный метод в ракетостроении. Заключается в послойном нанесении препрега на спец. вращ-ся оправку. В процессе намотки регулируется схема укладки препрега, натяжение препрега и ряд других параметров. После завершения процесса намотки оправку с полуфабрикатом помещают , а затем оправка с технологическим пакетом помещается в термопечь или автоклав (120-180град, 0,2-1МПа). В течение нескольких часов происходит процесс полимеризации, связующее отверждается, деталь снимается с оправки -> готовое изделие. Методом намотки получается ПКМ с наилучшими прочностными характеристиками по сравнению с другими методами, при этом обеспечивается наивысший уровень механизации и автоматизации в условиях российского производства.
Недостатки: деталь должна иметь форму тел вращения.
3. Пропитка под давлением
В спец. технологической оснастке формируют изделия из непропитанного или частично-пропитанного армир. наполнителя. Далее технологическая оснастка собирается, образуя замкнутое пространство. В это пространство под давлением вводят полимерное связующее, а затем технологическую оснастку помещают в термопечь и нагревают (120-180град), связующее охлаждается, спец. оснастка размыкается -> готовое изделие.
4. Выкладка
Основные технологические операции:
Приготовление полимерного связующего
Изготовление препрега
Препрег получается 2 методами:
- пропитка – армир. волокнистый наполнитель погружается в ванну с полимерным связующим. Под действием капиллярных сил происходит насыщение армир. наполнителя. Препрег подсушивается и укладывается в рулоны. Хранится при пониженных температурах.
- изготовление препрега из расплава полимерного связующего – полимерное связующее нагревается до 50-60град и нагретым валиком наносится на поверхность армир. наполнителя. При этом создается разряжение с обратной стороны и связующее проникает в наполнитель. Препрег укладывается в рулоны и хранится при пониженных температурах. Препрег содержит меньше растворителя и позволяет получать ПКМ с более высокой степенью монолитности или с меньшей пористостью, что сказывается на прочностных свойствах.
Подготовка выклеечной формы (ВФ)
ВФ – технологическая оснастка, изготовленная из металла или термостатического пластика, которая содержит поверхность, совпадающую с поверхностью авиационной конструкции.
Подготовка ВФ заключается в ее очистке после предшествующего использования. Далее поверхность ВФ приобретает антиадгезионные свойства. На поверхность наносят пленку или полимерную смазку, которая препятствует прилипанию.
Изготовление полуфабриката конструкции из ПКМ (выкладка)
Препрег раскраивается на заготовки, заготовки последовательно переносятся на поверхности ВФ и прикатываются.
Прикатка слоев препрега к поверхности ВФ осуществляется на каждом слое с использованием прикаточного ролика.
Подготовка к формованию и отверждению
На полуфабрикатах собирается технологический пакет, состоящий из разделительной пленки – цулаги. Устанавливается цулага и закрывается вакуумным мешком. Технологический пакет проверяется на герметичность.
Формование и отверждение
ВФ помещается в термопечь или автоклав. Создается повышенная температура 120-180град. Под вакуумным мешком создается разряжение 0,8-0,9кг/см2. Под действием внешнего давления вакуумный мешок прижимается к полуфабрикату, а полуфабрикат – к поверхности ВФ. Таким образом происходит процесс формования. Под действием повышенных температур происходит отверждение связующего. Далее техоснастка медленно (со скоростью не более 1град/мин) охлаждается. Затем технологический пакет разбирается и готовая деталь снимается с ВФ.
Мехобработка
Изготовление отверстий, зачистка поверхностей под окрашивание, удаление тех. припуска.
Контроль качества
создание образцов-свидетелей из той же партии материалов, под тем же вакуумным мешком, что и основная самолетная деталь. В последующем образец-свидетель подвергается разрушению и по прочностным свойствам образца судят о прочности авиационной конструкции.
Метод неразрушаемого контроля. С использованием спец. дефектоскопов контролируется авиационная конструкция на предмет внутренних пустот и других дефектов и делается вывод о качестве детали.
























17 (ВОПРОС №4)
ОФОРМЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ВЫДАЧА КОМПЛЕКТА ДОКУМЕНТОВ И (ИЛИ) УПРАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ ДЛЯ СТАНКОВ С ЧПУ
Оформление технологических процессов и выдача комплекта документов и (или) управляющих программ для станков с ЧПУ – представляет ЭТАП 11 проектирования оптимальных технологических процессов.
Основные документы и системы, необходимые для решения задач:
- система синтеза управляющих программ для станков с ЧПУ,
- стандарты ЕСТД
ЭТАП 11.1 Нормоконтроль технологической документации.
ЭТАП 11.2 Согласование документации технологических процессов со всеми заинтересованными службами и ее утверждение.
ЭТАП 11.3 Синтез управляющих программ для станков с ЧПУ.
ЭТАП 11.4 Формирование пакета технической документации:
- вычерчивание чертежей детали и заготовки
- вычерчивание карт наладок
- печать технологических карт
- вычерчивание карт операционных эскизов
- вычерчивание рабочих чертежей нестандартного режущего и вспомогательного инструмента, нестандартных приспособлений
- печать ведомостей: технологического процесса, специфицированных норм расхода материала, оборудования, оснастки и т.п.
Приведенная последовательность этапов является лишь условной схемой проектирования, т.к. при проектировании любого реального ТП обычно необходимо несколько раз повторить отдельные этапы. Причина – получение в процессе проектирования недостающей информации, в некоторой степени противоречащей первоначальным предположениям технолога.
Рассмотренная методика проектирования МТП удобна для компьютерного поиска наиболее подходящего варианта МТП по сравнению с базовым по рассматриваемым критериям. Предлагаемый алгоритм удобен и для проектирования новых МТП с использованием компьютерной поддержки. И в том, и в другом вариантах важно иметь исходную информацию на электронном носителе с организацией интерфейса и интерактивной графики, т.е. иметь электронный справочник.
Такое программно-методическое обеспечение позволит формировать маршрутно-технологический процесс изготовления деталей и сборки узлов машин в соответствии с трудозатратами, стоимостью, энергопотреблением. Предоставление технологической информации на электронном носителе существенно отличается от формирования справочной литературы в виде традиционных печатных изданий.
С учетом стоимости печатных изданий, организации обслуживания и хранения предлагаемый программно-методический комплекс будет значительно экономичнее, информативно компактным и отвечающим многим индивидуальным требованиям пользователя.
Вместе с тем очевиден и экологический эффект такого издания, поскольку для его выпуска не требуется бумага, а пользоваться одним изданием смогут одновременно все абоненты компьютерной сети.













Технология изготовления конструкций из полимерных композиционных материалов ручной укладкой и формованием герметичной эластичной диафрагмой.
Основные технологические операции:
Приготовление полимерного связующего
Изготовление препрега
Препрег получается 2 методами:
- пропитка – армир. волокнистый наполнитель погружается в ванну с полимерным связующим. Под действием капиллярных сил происходит насыщение армир. наполнителя. Препрег подсушивается и укладывается в рулоны. Хранится при пониженных температурах.
- изготовление препрега из расплава полимерного связующего – полимерное связующее нагревается до 50-60град и нагретым валиком наносится на поверхность армир. наполнителя.
Подготовка выклеечной формы (ВФ)
ВФ – технологическая оснастка, изготовленная из металла или термостатического пластика, которая содержит поверхность, совпадающую с поверхностью авиационной конструкции.
Подготовка ВФ заключается в ее очистке после предшествующего использования. Далее поверхность ВФ приобретает антиадгезионные свойства. На поверхность наносят пленку или полимерную смазку, которая препятствует прилипанию.
Изготовление полуфабриката конструкции из ПКМ (выкладка)
Препрег раскраивается на заготовки, заготовки последовательно переносятся на поверхности ВФ и прикатываются.
Прикатка слоев препрега к поверхности ВФ осуществляется на каждом слое с использованием прикаточного ролика.
Подготовка к формованию и отверждению
На полуфабрикатах собирается технологический пакет, состоящий из разделительной пленки – цулаги. Устанавливается цулага и закрывается вакуумным мешком. Технологический пакет проверяется на герметичность.
Формование и отверждение
ВФ помещается в термопечь или автоклав. Создается повышенная температура 120-180град. Под вакуумным мешком создается разряжение 0,8-0,9кг/см2. Под действием внешнего давления вакуумный мешок прижимается к полуфабрикату, а полуфабрикат – к поверхности ВФ. Таким образом происходит процесс формования. Под действием повышенных температур происходит отверждение связующего. Далее техоснастка медленно (со скоростью не более 1град/мин) охлаждается. Затем технологический пакет разбирается и готовая деталь снимается с ВФ.
Мехобработка
Изготовление отверстий, зачистка поверхностей под окрашивание, удаление тех. припуска.
Контроль качества
создание образцов-свидетелей из той же партии материалов, под тем же вакуумным мешком, что и основная самолетная деталь. В последующем образец-свидетель подвергается разрушению и по прочностным свойствам образца судят о прочности авиационной конструкции.
Метод неразрушаемого контроля. С использованием спец. дефектоскопов контролируется авиационная конструкция на предмет внутренних пустот и других дефектов и делается вывод о качестве детали.

Технология изготовления конструкций из полимерных композиционных материалов руч- ной укладкой и формованием герметичной эластичной диафрагмой
Ручная укладка:1.Подг.пов.ВФ(удаление остатков ПС и проч.для обеспеч .Rz10-20 мягким шпателем, царапины и вмятины ливидир.пастойВП-2).Нанос .антиадгез. покр.Его виды а)пленочноеполипропиленовая при темп.до130С,фторопластовая до200С, разглаживается без складок ,нахлест до20мм.б)герметик КЛТ30, белый, кистью или валиком,сохнет4часа,ресурс 2-3раза;смазкаК-21, бесцветная, гораздо прочнее герметика, до 3-5раз;смазкаВСК-5.2.Раскрой препрега на заготовки.Монослой-1слой препрега. Заготовка-часть монослоя. Разметка карандашом по т.карте с учетом припуска=20мм,направл.волокон,места стыков монослоев разносятся. Препрег режется ножом или дисковыми ножницами с пневмоприводом. Твердый АН приводит к затуплению. Увеличивает производительность и уменьшает усилие рез. ультрозвуковые резаки.3.Выкладка-наложение отд. загот. препрега на пов. ВФ для изг. п/ф. Монослой – отдельная деталь размерами и направ. угла укладки, влияющий на разность в прочн.до300%.Операция выкладки произв.при темп.15-30С.влажн.не>70% с местной вытяжной вентиляцией по периметру стола-каналы ,по кот. удал. пары летучих. Препрег д.б.: липким, иначе потреб-ся высокое давление ;но не слишком, иначе теряется ПС при выкладке; и эластичным для деформации препрега.4.Сборка т.пакета. На собранный и прикатанный п/ф а)сначала уклад. без складок раздел. пленка-термост. полиэтиленовая, полипроп., фторопласт. ,в кот. выполн. отв. для выхода летучих. б)цулага, кот. может перемещ. только вертикально. в)дренаж.слой-2-3слоя стеклоткани грубого плетения, кот. не пропитана для обесп. вакуума по всей пов.,удал. паров летучих ,впит. избытки. г)вак. мешок из термост. полим. пленки однораз. исп. для ответств. дет. и из прорезин. ткани многор. исп. для изгот. интерьера.; отдельные части вак. мешка соед. Герметиз .жгутом; место его приклейки к ВФ (герметиз. жгутом)шириной40-50мм за вак. трубками обезжир.бензином,ацетоном;при этом на пов.вак.мешка образ.складки высотой до100мм через1м.Это пленка марки ППНТ,кот.при длит.нагреве охрупчивается. д)проверка на герм-ть: уст-ют вак. и контр. штуцеры на ВФ, подсоед. гибкие вак. рукава, открывают вак. вентиля и вкл. Вак .насос в установке, под вак. мешком созд. разрежение=-0,9-0,95кг/см2,вак.вентиля перекрываются и по вакуумметру наблюдается падение, кот.не д.б.>0,1кг/см2 за 10мин.е)форм .и отвержд. -придание геом. формы за счет приближения слоев друг к другу из-за избыточного давления на свободную пов-ть до2МПа и внутр. стр-ры(ПС)за счет полимериз. Процесс длится до6-10часов.В проц.отвержд.происх:1.Адгезия ПС к АН-нехим.связь2.Когезия ПС-усилия м/у отдельными молек. ,кот. опред-ют мех. прочность. Степень полимериз.сост.90%.Проц.отвержд.делится на 2 стадии:на первой отд. молекулы объед. В2-хмерные стр-ры,их можно разрушить, но после прохождения точки гелеобразования ПС не может перейти в исх. Вязко текучее сост.







2. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ПКМ.

Технологическая оснастка – дополнительное устройство к технологическому оборудованию (станкам, прессам или термопечам).

1.Выклеечная технологическая оснастка (ВТО). С помощью данной оснастки изготавливаются конструкции из препрега выкладкой. При этом формование и отверждение конструкций производится в автопечах и автоклавах.
2.Пресс – формы используются для изготовления конструкций из ПКМ на гидравлических прессах между обогреваемыми плитами.
3.Намоточная технологическая оснастка (оправки) используются для изготовления ракетных конструкций и в вертолетостроении.
4.Сборочно – склеечная техническая оснастка (ССО) – для изготовления сотовых конструкций из ПКМ и не только.

Основные функции, которые возлагаются на технологическую оснастку.

1.Обеспечение заданной геометрической формы полуфабриката конструкции из ПКМ.
2.Равномерный нагрев и охлаждение при формовании и отверждении авиационных конструкций из ПКМ.
3.Обеспечение заданного формующего давления по всей поверхности авиационной конструкции из ПКМ в термопечи или автоклаве.
Технологическая оснастка для серийного производства, которой сориентировано на большое количество деталей (сотни).
Выклеечная технологическая оснастка.
Выклеечная технологическая оснастка состоит из двух частей: выклеечная форма (ВФ) и цулага (Ц).
ВТО=ВФ+Ц
Выклеечная форма – это жесткая матрица, выполненная из металлического сплава или термостойкой пластмассы. При этом геометрия выклеечной формы определяется по плазовой геометрии аэрод-го контура самолета. Выклеечная форма предназначена для создания одной из поверхностей авиационной конструкции (поверхность, выходящая на аэрод. контур поверхности).
Цулага – это эластичный пуансон, который распределяет формующее давление по поверхности авиационной конструкции из ПКМ. Формующее давление создается на вакуумном мешке, а цулага лишь распределяет его по поверхности.
Схема технологического пакета.
13 EMBED AutoCAD.Drawing.15 1415
1. Обшивка формы.
2. Антиадгезионое покрытие.
3. Полуфабрикат детали из ПКМ.
4. Разделительная пленка.
5. Цулага.
6. Дренажный слой.
7. Вакуумный мешок.
8. Вакуумная трубка.
9. Герметизирующий жгут.
10. Ограничительные рамки.
11. Складки на вакуумном мешке.

Выклеечная форма (1) является жестким носителем формы данной детали (внутри обшивки створки) и определяет ее точность в отношение аэродинамической контура самолета.
Цулага (5) воздействует на внешнюю поверхность формуемой детали. При этом усилие, которые возникают на цулаге и прижимает цулагу к формуемой детали сначала образуется на вакуумном мешке. Это элемент технологического пакета, который создает формующее давление. Создаются усилия, давление. Разряжение под вакуумным мешком 0,8-0,9 кг/см2. Над вакуумным мешком атмосферное давление или избыточное давление в камере автоклава. Основная задача цулаги – обеспечить равномерность распределения давления (на каждый см2 цулаги воздействовало формующее давление).

Основные требования, предъявляемые к выклеечной технологической оснастке в условиях серийного авиационного производства.

Выклеечная форма должна иметь необходимую точность и жесткость для обеспечения необходимой геометрической формы авиационной конструкции. Точность выклеечной формы должна превосходить точность формуемых на ней деталей как минимум в 2-3 раза. Жесткость выклеечной формы характеризуется возможным прогибом технологической оснастки под действием максимальных усилий. Особое требование по точности предъявляется к отдельным поверхностям выклеечной формы, на которой формуется авиационная конструкция, по которой в последующем происходит сборка.

Основные типы конструкций выклеечной формы.

1.Монолитная металлическая выклеечная форма.
2.Металлическая каркасная выклеечная форма.
3. Выклеечная форма из ПКМ.

Монолитные металлические выклеечные формы.
Они применяются для изготовления деталей небольших размеров или небольшого сечения.
Монолитные выклеечные формы изготавливают из алюминиевого сплава или из стали. Металлические выклеечные формы характеризуются очень высокой относительной массой, медленно нагреваются и охлаждаются, нарушая технические режимы изготовления конструкций из ПКМ. Достоинством монолитных выклеечных форм следует отнести высокую точность рабочей поверхности. Точность ±0,4мм. Одним основным недостатком выклеечных форм является разница между выклеечное формой и формуемой конструкцией из ПКМ. Максимально допустимые размеры по монолитным выклеечным размерам ширины до 1 м, длин до 4 м.

Каркасные металлические выклеечные формы.
Каркасная металлическая выклеечная форма используется для изготовления конструкций любых размеров, любых волн кривизны. Каркас выклеечной формы состоит из алюминиевых сплавов (сплав АМГ, ст. 20). Различают:
1.Облегченная каркасная выклеечная форма.
2.Сварная каркасная выклеечная форма.

Облегченная каркасная выклеечная форма.
1. Обшивка (из тонкого листового материала).
2-3. Каркас:2.лекало, 3.диафрагма. Каркас является жестким формозад-им элементом всей выклеечной формы. Наиболее точным элементом каркаса является лекало (точность изготовления составляет
·л=±0,2-0,3 мм). Диафрагма является элементом жесткости и соединяет лекала друг с другом. В данной выклеечной форме обшивка деформируется в соответствии с лекалами. Лекало задают форму обшивки.
Основание (рама) – роль элемента жесткости.
Выклеечная форма обладает низкой теплоемкостью. М
·100 кг/м2. В лекало выклеечной формы выполняют каналы для прохода воздуха в процессе нагрева и охлаждения. Недостатки выклеечной формы:
1.Данная технологическая оснастка имеет коэффициент теплового расширения (КТР), существенно отличающийся от коэффициента теплового расширения ПКМ.
2.Очень низкий ресурс работы.

Сварная каркасная выклеечная форма.
Она содержит обшивку толщиной 20-30 мм. Состоит эта обшивка из отдельных частей.
Каждая часть обшивки отдельно подгоняется по лекалам каркаса. После подгонки эти части сваривают друг с другом. Место сварки производится по всей глубине обшивки.
После нормализационного отжима поверхность оснастки фрезеруют на станке с ЧПУ. Этим повышается точность формообразующей рабочей поверхности. Эксплуатация такой оснастки показывает удовлетворительный ресурс (20-30 съемов). Однако данная оснастка имеет недостатки:

1.Коэффициент теплового расширения оснастки отличается от коэффициента теплового расширения формуемой детали.
2.Относительная масса таких выклеечных форм как правило в 1,5-2 раз больше, чем требуется (150-200 кг/м2).
3.Точность облегченной выклеечной формы составляет:
·оквм=±0,6 мм,
·сквм=±0,4 мм – более точная.
Выклеечная форма из ПКМ.
Через основных производителей авиационной техники наибольшее распространение находят выклеечные формы из ПКМ. Основным материалом является специальный термостойкий стеклопластик. При использовании специальных технических добавок такой стеклопластик может обладать коэффициентом теплового расширения близким к коэффициенту теплового расширения формуемой конструкции из ПКМ. Выклеечная форма из ПКМ вытесняет металлические по следующим основным параметрам:

1.Низкая относительная масса (МВФ
· 100 кг/м2, а из ПКМ
·50 кг/м2). Снижение массы выклеечной формы позволяет транспортировать ее без грузоподъемных механизмов, что существенно упрощает работу с такой оснасткой.
2. Выклеечные формы из ПКМ изготавливают со значительно меньшими затратами по трудоемкости
3.По зарубежным данным число съемов с выклеечной формы больше в несколько раз (3-5 раз) на выклеечной форме из ПКМ. Выклеечная форма из ПКМ обладает коэффициентом теплового расширения совпадающим с коэффициентом теплового расширения формуемой детали (повышенная точность изготовления).

13 EMBED AutoCAD.Drawing.15 1415
1. Обшивка выклеечной формы изготавливается из специального стеклопластика (термостойкого). Толщина обшивки 6-8 мм – для обеспечения вакуумной герметичности. Повышенная толщина обшивки позволяет обеспечить жесткость технологической оснастки, т.к. по степени деформации обшивка из стеклопластика 8 мм эквивалентна толщине алюминиевого 40 мм.
2. Боковые опоры.
3. Центральные опоры.
2 и 3 – образуют каркас, который поддерживает обшивку для обеспечения ее равномерного нагрева в термопечи или автоклаве.
4. Пластина основания. Все элементы выклеечной формы, обшивка и опора изготавливаются из одного материала для обеспечения необходимой тепловой деформации при нагреве и охлаждении. На стеклопластиковой обшивке при формовании изготавливается вакуумная трубка в виде желоба глубиной 30-40 мм.
5. Своебразная вакуумная трубка.
6. Штуцер для подключения к системе вакуумирования.
7. Штуцер для измерения вакуума.
8. Такелажный узел.



2. МЕХ.ОБРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ПКМ И СОТОВЫМ ЗАПОЛНИТЕЛЕМ.
В качестве режущего инструмента при обработке деталей из ПКМ рекомендуется применять:
алмазные отрезные круги
концевые фрезы, оснащенные пластинами из твердых сплавов ВК-6, ВК-8, ВК-10.
сверла спиральные цельные твердосплавные из сплавов ВК-8, ВК-10.
Высокая образивность основы в ПКМ снижает стойкость инструмента. Сверлом диаметром 4,1 мм из ВК-1 можно выполнить 110-130 отверстий в пакете, содержащим Тi сплав толщиной 1-2 мм и углепластик толщиной 3мм
К типовым технологическим операциям обработки ПКМ можно отнести механическую обработку как с использованием средств малой механизации, так и с использованием металлорежущего оборудования: фрезерных, токарных, расточных станков. При механической обработке материал в зоне разрезания разлохмачивается. Для исключения разлохмачивания кромок деталей и агрегатов из ПКМ механическую обработку целесообразно производить в пакете, т.е. с накладкой и подложкой из фанеры, древесины твердых пород, надежно прикрепленными к детали.
Возможно применение прижимов с кондукторскими втулками. Сила, развиваемая прижимом, должна быть падежной, но не вызывающей растрескивание материала. Для подготовки инструмента к работе производится снятие защитного покрытия с режущей поверхности абразивными брусками при рабочей скорости инструмента или травлением в 42-процентном растворе азотной кислоты.
Разрезание заготовки по пересекающимся прямым линиям производится после предварительного сверления отверстий в месте выхода алмазного отрезного круга или ножовочного полотна.
При сверлении тонколистового (до 1,5 мм) комбинированного ПКМ с чередующимися слоями органопластика и углепластика целесообразно применять специальный подпружиненный центр- выталкиватель кернов и режим обработки с подачей s= 0,02...0,06 мм/ мин.
В процессе фрезерования деталей из ПКМ целесообразно применять попутное фрезерование. Дополнительную фрезу во избежание ее неравномерного износа необходимо перемещать вдоль оси основной фрезы.
Контроль геометрических размеров деталей при операциях разрезания, фрезерования, обработки подсечек, выемок, фасок производится универсальными и измерительными инструментами. Контроль отверстий выполняется гладкими калибрами. Для разрезания углепластиков, органопластиков, стеклопластиков можно использовать струю жидкости, подаваемой с высоким давлением. С целью повышения жесткости деталей перед разрезанием заготовку можно подвергнуть обработке газом, состоящим из жидкого азота, кислорода, гелия, углекислого газа. После такой обработки температура поверхности заготовки понижается до -70°С.

2. Механическая обработка конструкций из полимерных композиционных материалов и сотовым заполнителем.
ПКМ явл. специфич. объектом мех. обр.из-за сложной внутр. стр-ры и разной прочности отдельных сост-их. Объем по трудоемкости сост.10-12%. Осн.т.операции:1.Сверление отв.-под крепеж.Отв.высокой шерох-тиRz20-40и низкой точн.12-14кв.Развертывают.2.Удаление т.припуска-резание с исп.отрезных кругов по разметке.3.Зачистка пов-ти для удаления наплывовПСи уменьш.шерох.до2,5мм.4.Вырезка канавок, уступов, лючков, окон фрезерованием.5.Мех.обр.СЗ Особенности проц. Резания ПКМ: 1.Анизотропия мех. св-в .Обработка вдоль волокон отличается от поперечной. При движ. реж. инстр. вдоль образ. задиры, что уменьш. качество пов. 2.Волокнистая стр-ра ПКМ. АН в проц. мех. обр. разлохмач., происх. Выкрашивание ПС, образ .ворс. Это увелич. шерох-ть и требует зачистки. Поэтому исп. инстр. остро заточенный. 3.Высокая тверд. АН, особенно угле-и боропластиков, требует исп-ия сверхтверд. мат-ов для инстр .Высокая тверд. приводит к абразивному износу реж.инстр.4.Низкая теплопроводность ПКМ.В100раз меньше, чем у МЕ, из-за чего реж. инстр. перегревается. Основная доля теплоты уходит в инстр (90%,а у МЕ столько в стружку)=>уменьш.подачу и ск.резания.5.Деструкция ПС-в зоне рез .под действ высоких темп. и давл. происх. массовое разруш. хим. связей в полимер. мат-ле, при этом образ. свободные монорадикалы, облад.высокой хим. активностью.Они вступают во взаимоотн. м/у мат-ом и инстр .и возник. дополнит. абсорбц-ый износ.6.Высокие упругие св-ва .Деформируясь в зоне резания ПКМ взаимод-ет не только с реж. кромкой, но и с теми частями инстр., кот. не предполаг. участия в зоне резания. И после прохожд. инстр. ПКМ увелич. свои размеры. Поэтому усилие резания уменьш.в10-20раз.7.Критерий т.износа - при обр-ке выбраковка инстр. происх. из-за образ. Сколов ,расслоений и ворса.8.Специфика стружкообраз. Она в виде мелкодисперсной пыли,затруднено ее удаление из зоны резания.9.Низкая термостойкость –при темп.=200-300С происх.термич.разруш.ПС,но прим-ие СОЖ нежелательно,т.к. ПКМ облад.пористой стр-ой и склонен впитывать жидкость.ИНСТРУМЕНТдля обр-ки:Сверлаимеют спец углы заточки .Из-за высокой тверд. АН осн.мат-ал-ВК3 Сверло хар-ся остротой реж. кромки, ее высота выше,чем у МЕ(=0,1-0,15мм).Канавки полируют для улучшения схода стружки.также исп.синтетич.алмазыАС-6 применение ультрозвука увелич. стойкость сверла. Перспективные технол.-пробивка прессовым методоми исп. лазерного или гидравл. инстр. ДЛЯ РЕЗАНИЯ-отрезной алмазный круг диам.=75,100,125мм на оправке с прижимной пластиной,высокая ск.рез.=40-50м/с.ЗАЧИСТКУ произв. Нажд .шкуркой, алм.кругом и керамическим. ОБОРУДОВАНИЕ: учитывая большие размеры и сложную форму исп. пневмат. машины с примен. сжатого возд.Р=5-6атм.Типы:сверлильные,отрезные,ножницы,ножовки,зачистные.ТолщинаПКМ до20мм.Исп.станки свер-ые,фрез., корд.-расточные. Перспективное оборуд.:1.Гидрорезак.Струя жидк .под Р=2000атм .2.Лазерный резак. .Мощность установки 2кВт.МЕХ.ОБР СЗ:1.Резка сотоблоков полотном ленточной пилы без развода зубьев.СЗ на фр.ст РФП-6.2.ЗакреплениеМЕ сот с исп. полиэтиленгликоля,темп.плавления=52-54С,кот.заливают в соты и застывает при комн.темп.;потом его расплавляют,промывают соты и сушат.НЕМЕ соты:к торцам приклеив.прорезиненная ткань,на столе станка созд.вакуум и ткань прижим.к столу.



Билет 23
1.Компоновка самолета (аэродинамическая, массовая, конструктивно-силовая)
Конструктивно-силовая компоновка
Задачи: Создание или выбор такой силовой схемы, при которой обеспечивалось бы:
-Минимальная масса
-Органическое сочетание силовых элементов конструкции и полярных V
-Учет требований эксплуатации и производственной технологичности .
-Необходимая жесткость конструкции
-Получение требуемого ресурса и безопасности при разрушениях.
Объёмно-весовая или массовая компоновка
Важнейшей задачей является определение центра масс самолёта и приведение его в такое положение, относительно средней аэродинамической хорды крыла, при котором наиболее заднее положение центра масс обеспечивало бы условие:
13 EMBED Equation.3 1415
В варианте наиболее положения переднего центра масс обеспечив бы условие достаточности отклонения рулей высоты или стабилизатора для балансировки самолёта на режиме взлёта или посадки при отклонении механизации крыла – этот процесс называется центровкой самолёта. Процесс центровки имеет как минимум три приближения. При центровочных расчётах определяющим является условие при котором положении
13 EMBED Equation.3 1415
центра тяжести предельной задней центровки определяется из этого условия. Обычно 13 EMBED Equation.3 1415 принимают следующие значения:
- для дозвуковых самолётов -0,15
- для сверхзвуковых и пассажирских самолётов -0,05
- для маневренных самолётов -0,03.
Центровка определяется по двум осям: горизонтальной OX и вертикальной OY. За начало координат при расчёте центровки принимают либо носок фюзеляжа, чтобы все координаты грузов были положительны и этим исключились бы ошибки при суммировании статических ошибок, однако если при расчёте центровки приходиться сдвигать вперёд или назад носовую часть фюзеляжа, либо принимают корневую
хорду крыла (начало). Ось OX обычно совмещают со строит. горизонталью самолёта. При центровочных расчётах первого приближения за исходные массы принимают массы второго приближения
13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415
Обычно величина 13 EMBED Equation.3 1415 даётся в процентах
13 EMBED Equation.3 1415-средняя динамическая хорда
То необходимо перемещать ц.т. самолёта. Это делается 2-я путями:
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415- массовый сдвиг груза
13 EMBED Equation.3 1415-первоначальная
координата груза
13 EMBED Equation.3 1415- носовая координата груза
13 EMBED Equation.3 1415-масса самолёта
перемещение крыла относительно фюзеляжа
Необходимый сдвиг:
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415- масса фюзеляжа с грузами
13 EMBED Equation.3 1415- величина необходимого сдвига
Обычно понимают некоторую систему его несущих поверхностей. Эта система может характеризоваться как взаимным расположением несущих поверхностей, так и их относительными размерами и формами. В системе несущих поверхностей имеются главные поверхности: крылья и вспомогательные поверхности оперения предназначены для стабилизации самолета и управления. В случае, когда главных несущих поверхностей несколько, и они расположены по вертикали, то тогда такие системы называются полипланами. Если же в системе только 1 главная несущая поверхность, то она образует монопланную систему.
В зависимости от расположения вспомогательной поверхности относительно главной, различают некоторые схемы:
1) нормальная или классическая , когда ГО за крылом.
2) утка , когда ГО перед крылом.
3) летающее ГО или бесхвостка, когда ГО отсутствует.
Аэродинамическая компоновка
Внешние формы крыла и их влияние на аэродинамические характеристики.
По расположению фюзеляжа относительно крыла различают:
-высокоплан среднеплан низкоплан

В той части аэродинамические сопротивления, которые называются сопротивлениями интерференции и обусловлено взаимным влиянием частей самолета друг на друга, наиболее значительную долю составляет интерференция между крылом и фюзеляжем.
Наименьшим сопротивлением обладает среднеплан. Большинство военных самолетов имеют такую схему, если только средняя часть крыла центроплана не имеет размещенную груза фюзеляжа, либо воздушным каналом, идущим от носа самолета до двигателей, расположенных в хвостовой части самолета. У пассажирских и транспортных самолетов эта схема практически не применяется, т.к. центроплан мешает созданию единой пассажирской и грузовой кабины. Почти такими характеристиками обладает высокоплан, но он обладает недостатками: при аварийной посадке крыло давит на фюзеляж и стремиться раздавить его, для устранения такой возможности приходиться усиливать шпангоуты в средней части фюзеляжа и следовательно утяжелять его. Размещение шасси на крыле вызывает определенные трудности. Шассийная стойка должна быть очень длинной и тяжелой. В этом случае шасси размещают на фюзеляже, нагружая его большими сосредоточенными силами. Эти силы значительно понижают срок службы. При аварийной посадке на воду фюзеляж уходит пол воду под тяжестью веса крыла, затрудняя выход пассажиров на поверхность.

Но высокоплан имеет большое преимущество, у него очень малая высота над поверхностью аэродрома, что позволяет до предела уменьшить угол наклона грузовых трапов. По этой причине все военно-транспортные самолеты выполнены по этой схеме.

Наибольшее сопротивление интерференции имеет низкоплан, но установка места стыков крыла с фюзеляжем зализов позволяет значительно понизить сопротивление. Достоинство заключается в возможности размещения на нем шасси и обеспечение большей безопасности самолета при аварийной посадке.

Компоновка самолета(аэродинамич, массовая, констр - силовая)

Компоновка самолета –это заключительный этап синтеза проекта самолета , как на стадии предварительного проектирования, так и на стадии эскизного проекта. На этом этапе на базе выбранной схемы проект принимает законченный вид. Процесс компоновки включает в себя:
аэродинамическую компоновку;
объемно – весовую компоновку;
конструктивно – силовую компоновку.
Задачи аэродинамической компоновки
1. Правильно скомпонованный самолет должен иметь минимальный размер.
2. В крейсерском полете самолет должен иметь максимальное аэродинамическое качество, чтобы обеспечить минимальный расход топлива.
3. При взлете и посадке самолет должен иметь максимальное значение Cy , при обеспечении нормируемых запасов безопасности.
4. На всех режимах полета самолет должен обладать запасами устойчивости и управляемости.
5.На самолете должны быть обеспечены наибольшие благоприятные условия работы на силовой установке.
6. Выход самолета на предельные режимы полета не должен сопровождаться опасными последствиями флаттером, бафтингом, срывом потока, штопором, и т.д.
Объёмно-весовая компоновка
Важнейшей задачей является определение центра масс самолёта и приведение его в такое положение , относительно средней аэродинамической хорды крыла, при котором наиболее заднее положение центра масс обеспечивало бы условие:
Центровка определяется по двум осям: горизонтальной OX и вертикальной OY. За начало координат при расчёте центровки принимают либо носок фюзеляжа, чтобы все координаты грузов были положительны и этим исключились бы ошибки при суммировании статических ошибок, однако если при расчёте центровки приходиться сдвигать вперёд или назад носовую часть фюзеляжа, либо принимают корневую хорду крыла (начало ). Ось OX обычно совмещают со строит. горизонталью самолёта. При центровочных расчётах первого приближения за исходные массы принимают массы второго приближения
Положение центра масс по оси Y имеет большое значение при учете движения самолета, положении е центра масс по Y также надо учитывать если крыло находится далеко от фюзеляжа. Координаты грузов берутся с компоновочного чертежа, на котором нанесены все агрегаты самолета . При центровочных расчетах первого приближения принимают положение центра масс крыла 40-42% bа , положение центра масс оперения 45-50% bа , положение центра масс фюзеляжа на 50% его длины при прямом крыле, и 60% при стреловидном. Центр масс топлива и топливной системы берется в центре тяжести площади топливных отсеков , причем подсчитывается отдельно для каждого бака. Плотность топлива для турбореактивного двигателя берется 800 кг\мі. При загрузке учитывается масса летчиков – 100 кг на военных, 80 кг на гражданских, масса бортпроводников – 7о кг, масса пассажиров – 77 кг, масса багажа на каждого пассажира – 15 -20 кг .
В результате расчетов первого приближения необходимо получить следующие положение относительного центра масс:
самолет с прямым крылом 20-25%,
самолет со стреловидным крылом (
·=35-40є) 26- 30 %,
самолет со стреловидным крылом (
·=50-60є) 30-34%,
самолет с треугольным крылом 32-36%.
Конструктивно-силовая компоновка
Задачи: создание или выбор такой силовой схемы, при которой обеспечивалось бы:
минимальная масса,
органическое сочетание силовых элементов конструкции,
учет требований эксплуатации и производственной технологичности,
необходимая жесткость конструкции,
получение требуемого ресурса и безопасности при разрушениях.
Причины препятствующие возрастанию массы:
применяются все более оптимальные силовые схемы,
применяются новые материалы,
совершенствуются методы расчета на статическую, динамическую и усталостную прочность,
совершенствуются методы уменьшения аэродинамических нагрузок.


2.Конструктивно-технологические особенности самолета как объекта сборки. Особенности сборки широкофюзеляжных самолетов. Сборка узловая и агрегатная. Сборочные базы и методы базирования, их выбор и применение, технико-экономическая характеристика
Сборочные работы являются важнейшей составной частью производственного процесса самолетостроительного предприятия. Конечным этапом изготовления любого узла, агрегата, самолета является процесс сборки, который во многом определяет качество выпускаемой продукции.
ТП сборки агрегатов планера включает в себя операции, относящиеся к разным видам обработки. При их выполнении на объект сборки воздействуют факторы, разнообразные по своей природе, приводящие
к изменению, как структурных свойств сборочной единицы, так и свойств материала на микро - и макроуровнях.
Процесс сборки самолета занимает 70% всего времени изготовления изделия. Во много это объясняется специфическими особенностями самолета такими как:
1.Многодетальность и широкая номенклатура применяемых материалов (>50000-60000 дет.)
2.Разнообразие материалов объясняется борьбой за снижение массы конструкции
3.Сложность пространственных форм и малая жесткость. Это требует сложной дорогостоящей оснастки, в том числе для контроля качества сборки.
4.Высокие требования к качеству самолета и его элементам конструкции.
5.Большое количество применяемого крепежа (>5*106) заклепок. Только в фюзеляже Ту-204 - 120 тыс.
6.Большая насыщенность и как следствие трудоемкость и длительность сборочно-монтажных и испытательно - регулировочных работ.
Конструкция всех широкофюзеляжных самолетов обладает ярко выраженными особенностями. Эти особенности вызваны общей концепцией проектов широкофюзеляжных самолетов, которые можно свести к следующему:
1.Блочность конструкции планера самолетов, двигателей и бортового оборудования. Блочность конструкции менее трудоемка в проектировании и дает возможность на основе базовой модели применять агрегаты планера, незначительно влиять на бортовые системы, использовать технологическую оснастку для семейства изделий.
2.Повышение монолитности конструкции и снижение количества конструктивно-эксплуатационных разъемов.
3.Широкое применение клееных слоистых сотовых конструкций
4.Расширенное использование гнутых из листа профилей в силовом наборе агрегатов планера.
5.Широкое применение напряженного крепежа для соединения узлов и агрегатов не только по конструктивно-эксплуатационным разъемам, но и технологическим разъемам. Создание высокоресурсной конструкции, что является непременным условием для широкофюзеляжных самолетов, невозможно без обеспечения высокого ресурса соединений благодаря постановке крепежа с повышенным натягом.
6.Применение процессов термического и механического упрочнения различных видов для всей номенклатуры отечественных деталей планера и большинства крепежа.
Узловая сборка. Узлы панели самолета можно объединить по конструктивно - технологическим признакам. Такое объединение позволяет разрабатывать ТП и оснастку не на отдельные, а на группы узлов сходных по конструктивно-технологическим признакам.
Сборка узла состоит из следующих основных операций:
а) установки дет. в требуемое положение относительно друг друга
б) фиксация деталей в собранном положении
в) соединение деталей между собой различными способами (заклепками, болтами, сваркой, пайкой, склеиванием)
Агрегатная сборка. К особен-ностям агрегатной сборки относится:
а) увеличение размеров агрегата
б) увеличение степени монолитности
в) уменьшение числа конструктивных разъемов
г) повышение требований к надежности и т.д.
Технология сборки определяется характером членения планера самолета на агрегаты, отсеки, секции, панели, узлы. Следует заметить, что схема сборки должна соответствовать не только общему объему производства, но и темпу производства.
Агрегатная сборка является многовариантной.
Сборочная база- это поверхность линейной точки на детали входящей в состав сборочной единицы, от которой строится сборочная размерная цепь.
Различают базы заданные самой деталью и сборочным приспособлением. В этом случае осуществляется верстачная или внестапельная сборка.
Существуют следующие методы базирования:
1.Прямой
2.Косвенный
К прямому методу относятся:
а) по базовой детали:
-по месту
-по разметке
-по каркасу
б) по внешнему контуру
-обшивки
-каркасных элементов
в) по внутреннему контуру обшивки
г) по стыкам и разъемам
К косвенным методам относятся:
а) по сборочным отверстиям
б) по базово-фиксирующим отверстиям
в) по координатно-фиксирующим отверстиям
г) по установочно – базовым отверстиям.
-Базирование по месту используется при монтаже электрожгутов, трубопроводных систем, для установки узлов место для которых ограничено.
-Базирование по разметке применяется при освоении изделия в производстве, иногда в единичном производстве, когда отсутствует возможность использовать более точные методы, т.к. гарантия точности не обеспечивается.
-Базирование по сборочным отверстиям экономически выгоден и целесообразен при производстве гражданских самолетов, взаимозаменяемость обеспечивается только при совпадении отверстий.
-Базирование по КФО, УБО, БФО. При данном методе упрощается не только конструкция сборочного приспособления, но и увеличивается точность сборки. Применяется при сборке и установке монолитных конструкции.
- Базирование по поверхности каркаса, применяется при сборке малогабаритных конструкций
- Базирование по внешнему контуру обшивки позволяет обеспечить аэродинамический обвод собираемой конструкции.
Элементы приспособления имеют базовую поверхность, являясь отражением наружного контура собираемой конструкции. Этот метод позволяет обеспечить применение технологической компенсации
- Базирование по внутренней поверхности обшивки широко применяется при сборке панелей фюзеляжа, крыла. Погрешность сборки немного выше, чем сборка с базой по внешнему контуру обшивки.
По всем показателям кроме технологической себестоимости изготовления конструкции наивысшие показатели имеет сборка по с.о. - это устраивает при производстве гражданских самолетов. Необязательно, чтобы все элементы конструкции собирались по с.о. Чаще всего пользуются другими методами базирования. Самым наихудшим
методом по всем показателям, кроме технологической себестоимости является сборка с базой по наружному контуру. Поэтому данный метод применяется только при изготовлении узлов, агрегатов с нулевой или 1-й зоной точности.
По расходу материала, на изготовление оснастки , по трудоемкости ее изготовления, стоимости и по количеству оснастки сборка по с.о. значительно экономичнее всех других методов. Производственные площади необходимые для применения оснастки также ниже при сборке по с.о.

Конструктивно-технологические особенности самолета как объекта сборки.

Специфические особенности самолета:
1. Многодетальность и широкая номенклатура применяемых материалов >50-60 тыс. деталей, более 100 электродвигателей и приводов. Разнообразие материалов объясняется борьбой за снижение массы.
2. Сложность пространственных форм и малая жесткость. Это требует сложной дорогостоящей оснастки, в том числе для контроля качества сборки
3. Высокие требования к качеству самолета и его элементам. Необходимы дорогостоящее оснащение и средства контроля качества
4. Большое кол-во применяемого крепежа >1,5-2*106 заклепок, > 104 сварочных точек
5. Большая насыщенность и как следствие длительность и трудоемкость сборочно - монтажно-испытательных работ
Конструктивно - эксплуатационное - технологическое членение (КЭТч) самолета и его значение для сборочных процессов:
В обеспечении эффективности сборочных процессов КЭТч имеет первостепенное значение, т. к. позволяет расширить механизированное и автоматизированное изготовление конструкции, повысить технологичность и сократить цикл сборки. Любой испытательный аппарат делится на технологические, конструкционные узлы, секции и агрегаты.
Конструктивный узел - элемент конструкции воспринимающий определенные нагрузки или выполняющий специфические функции в конструкции планера и его систем.
Агрегат – самостоятельный в конструктивном, эксплуатационном и технологическом отношении элемент конструкции, выполняющий одну из основных функций самолета.





Вопрос №2.ТП сборки-клёпки
Операции заклепочного соединения:
-установка деталей в сборочное положение и фиксация;
-образование отверстий(сверление, пробивка);
-образование гнезда под потайную головку;
-подготовка отверстия при установке спец. заклёпок;
-вставка заклёпки;
-клёпка(образование замыкающей головки);
-контроль качества соединения.
Виды заклёпок, их хар-ка, способы изготовления.
При изготовлении конструкций ав-ой техники используют 2 группы заклёпок:
- с двухсторонним подходом
- с односторонним подходом
Заклёпки в 1-ю очередь различаются по форме и виду закладной головки 1









По форме закладной головки разл-т:
1 С выступающей з.г.(Применяется для клёпки конструкций внутреннего набора и обшивки нескоростных самолётов, V<400-600км/ч)
а)Плоская
б)С полукруглой в)Плосковыпуклая




2 С потайной головкой
а) С углом конуса 90°
б) С углом 2
·=120°(для тонкостенных конструкций)
в) С двойным конусом(для клёпки композитов)













3 С компенсатором
а) Обычная потайная-для клёпки обшивок силовых конструкций






б) Обычная плоская в) Обычная плосковыпуклая









г) Корончатая, с кольцевыми прорезями
(если с уменьшенной головкой-для
клёпки несиловых конструкций)


4 Стержни




Кроме основного параметра d3 и длины l3(L3), влияют на качество соединения высота з.г. h, форма и форма компенсатора. Заклёпки выполняют из разных материалов которые хар-ся
·ср , и имеют определённую маркировку в виде 1-4 точек.

.Технологические процессы сборки-клепки. Параметры заклепочного соединения, их соотношения, факторы, влияющие на прочность, жесткость и выносливость соединений.
Техн-гия выполнения закл-х соед-ий (ЗС)
Операции ЗС:
Установка деталей с сборочное положение или фиксация;
образование отв. (сверление, пробивка);
образование гнезда под потайную головку;
подготовка отв. при установке спец. заклепок (развертывание, протягивание);
вставка заклепки;
клепка или образование замык. головки;
контроль качества соед-ия.
Виды заклепок: 2 группы: 1. С 2-х сторонним подходом; 2. С 1-м подходом. Различают по форме и виду ЗГ. 1. С выступающей ЗГ (плоская, полукруглая, плоско-выпуклая) для клепки конструкций внутреннего набора и обш. не скоростных сам-в <400-600км/ч; 2. С потайной головкой (с углом конуса 90 основные силовые конст-и, 120 для тонкостенных конст-й, двойной конус для клепки композиц-х мат-в); 3. С компенсатором (обычная потайная, об плоская, плоско-выпукл, корончатая с кольцевыми прорезями); 4. Стержни. Выполняют из разных мат-ов (В95, Д18Т, Амг5П, Д19П, Амц, Ст10, Х18Н9Т, АД1). Маркировка в виде 1-4 точек или черточки.
13 EMBED PBrush 1415
В зависимости от толщины обшивки заклепки м.б. (3,5-6) мм. Для них шаг обычно 20,25,30мм. Отв. под заклепки д.б. > диам-а зак-ок на 0,10,2мм. При зенковании гнезд под потайные головки учитывают допуски на высоту ЗГ
·H, на выступание головки заклепки после клепки
·h, 13 EMBED PBrush 1415
Различают соед-ия: 1. Внахлест при Sобш<1-1,2 мм; 2. Внахлест со скосом
·l=4мм; 3. Встык с накладкой а) обш.; б) эл-т каркаса; 4. Встык с двумя накладками 3-аэрод-ий гребень; 5. Стрингерные соед-ия (на космич. кораблях и на любом сам-те). Выбор соед-ия ведется с учетом обеспечения работоспособности. Она обязана иметь необ-ую прочность, жесткость, высокий ресурс (выносливость). Чтобы это обеспечить необ-ма работа в 3-х направлениях:
1. а) качество образования отв.; б) выполнение вышеуказ-х параметров; в) определенная шер-сть Rz2040 для классных отв. Ra2,5. шер-ть повлияет на напряжения и ресурс
2. Качество выполнения соед-ий. Необ-мо правильно подобрать длину, диам, шаг. Не допускать хлопунов, правильный выбор мат-ла и его состояния (зак+стар).
3. Качество разработки ТП. В случае применения спецзак-к и болтов, когда треб-ся классные отв., необ-ма подготовка отв. после их образований. На серийном пред-ии испрользовать стандартные ТП.
Качество обр-ки отв-й во многом повлияет на качество сборки и технико-экон-ие показатели собираемой конст-ии, т.к. сверление отв-ий составляет 40-42% от труд-ти изготовления закл-ого шва.
Свер-ие и зенкование м. выполнятся: 1. Раздельно в каждой соед-ой детали. Сокращается цикл, легко вводится механ-ция, автом-ия с применением программ, но гарантии точности совпадения отв. нет; 2. Одновременно во всех дет пакета, т.е. отв получают в собранном пакете, затем зенкуют или штампуют и ведут клепку; 3. Одновременно во всем пакете, сверлят и зенкуют за один ход инстр-та. Используется сверло и зенковка. Сверло со стороны обш. Сокращается труд-сть.
Герм-сть наряду с прочностью и вын-тью яв-ся основным критерием качества клеп-го соед-ия. Причиной нарушения г-ти яв-ся зазоры и микроканалы м/у стенкой отв и стержнем заклепки. Устранение – применение герметиков и высокоресурсных з-ок и способов клепки с образованием ПЗГ, клепки повышенным давлением.
Клепка м.б. ручной, механиз-ой с использованием мех-ого инс-та КМП (клепальный молоток пистолетного типа), машинной (на прессе), автом-ой.
Дефекты заклепочных соед-ий: при анализе качества ЗС панелей необ-мо проверить кач-во образ-ия отв.
Тех-экон показатели.
За 100% по любому показателю принимается соед-ие, выполненное стержневыми закл-ми. Во всех отношениях экономически целесообразна клепка стержнями, обеспечивает повышенные прочностные хар-ки и особенно ресурс. Заклепки с компе-м повышают ресурс в 3 раза, обеспечивают повыш-ю раб-ть. Самыми дорогими яв-ся заклепки с сердечником и гайкопистоны. Повышенная масса г-ов связана с установкой в пистон винта.


























СПОСОБЫ КЛЕПКИ:


Различают три способа выполнения заклепочных соединений:
1. Ручной способ при помощи мех. Инструмента.
2. Прессовая клепка.
3. Магнито-импульсная клепка, которая развивает большие усилия за короткое время.
Клепка также подразделяется на прямую и обратную. Применение данных видов клепки ограничиваются:
Доступностью
Жесткостью конструкции.
Недостатком прямой ударной клепки может являться образование микротрещин в головке или компенсаторе.
КЛЕПКА СТЕРЖНЕВЫМИ ЗАКЛЕПКАМИ
В открытых местах, где возможен двусторонний подход зону клепки, применяют обычные стержневые заклепки. Западные головки у этих заклепок могут быть выступающими и по-тайными (табл. 8.4). Выступающие головки бывают плоскими, полукруглыми и плосковыпуклыми. Заклепки с потайной головкой изготавливают с углом конуса » = 90° и к = 120°. Заклепки с выступающей плоской головкой наиболее широко используются при юепке элементов каркаса и позволяют производить групповую клепку.
Все заклепки классифицируют по типу головок, марке материала, диаметру и длине. Например, обозначение заклепки 3501А5-12 расшифровывается следующим образом: 3501заклепка с плоской вкладной головкой, изготовленная из материала В65; А авиационная нормаль; 5 диаметр заклепки 5 мм; 12 длина заклепки I мм. Отверстия под заклепки должны быть больше диаметра заклепок на 0.1 ... 0.2 мм:

dо = d+ 0,1 мм, и d< 5 мм;
d0 =d + 0,2 мм, d > 5 мм. (8.7)
При зенковании гнезд под потайные головки учитывают допуски на высоту вкладной головки
· H(рис. 8.2), на выcтупание головки заклепки после клепки
·h, тогда допуск на глубину я-.ования можно рассчитать как

·зн=
·h
· H =0,150,1 = 0,05 мм.









В соответствии с диаметром заклепки и отверстия под нее устанавливают длины заклепок L для пакетов различной толoины S. Длину заклепки подсчитывают по формуле
L= S + (1,1 ... 1,3) d (8.9)
Замыкающая головка характеризуется диаметром D и высотой hг.
D = 1,6, hг = 0,4d. (8.10)
После клепки, если по условиям эксплуатации выступание головки заклепки должно быть меньше, чем
·h = 0,15 мм, выполняют операцию зачистки-фрезерования головок заклепок.
Длина заклепки и диаметр замыкающей головки должны быть и" убраны таким образом, чтобы обеспечивалось хорошее заполнение отверстия стержнем заклепки и равная прочность замыкающей и закладной головок.
Одним из путей повышения ресурса и герметичности соединений является применение заклепок с компенсатором типа ЗУК и их модификаций. Назначение компенсатора улучшить заполнение зенковки при расклепывании бугорка и тем самым повысить выносливость соединения.
Для образования замыкающей головки заклепки ее стержень деформируют(осаживают) ударами пневматических молотков или давлением пресса. Прессовая клепка характеризуется тем, что замыкающая головка заклепки формируется при равномерном сжатии стержня. Прессовая клепка бывает одиночной и групповой. При одиночной клепке за один ход пресса расклепывается одна заклепка, а при групповойнесколько. „Ударную клепку с помощью пневматического клепального молотка подразделяют на прямую и обратную в зависимости от того, с какой стороны находится молоток по отношению к закладной головке. В процессе прямой ударной клепки массивную поддержку прижимают к поверхности детали и к закладной головке заклепки, а. в процессе обратной ударной клепки с ними соприкасается обжимка молотка.
Развальцовка как метод образования замыкающей головки заклепки применяется при клепке деталей из неметаллических материалов. Требуемые форму и размеры замыкающей головки получают, применяя специальные обжимки, приводящиеся во> вращение механизмами с требуемым крутящим моментом.
Процессы клепки можно также классифицировать по степени механизации технологических операций: ручная, механизированная, машинная и автоматическая.
При ручной клепке операции производятся вручную без каких-либо механизмов и машин; при механизированной клепке операции выполняются с помощью ручных механизированных инструментов и приспособлений. При машинной клепке операции выполняет машина, а оператор при этом только управляет ею.
Автоматическая клепка характеризуется тем, что операция или комплекс операций производятся автоматом; задача оператора в этом случае состоит в загрузке автомата деталями и полуфабрикатами и разгрузке его.

Особенности технологии герметичных соединений

Герметизацию применяют для поддерживания избыточного давления в кабинах; предотвращения утечки топлива из отсеков крыла и фюзеляжа, используемых как емкости; защиты отсеков и агрегатов ют проникновения в них агрессивных жидкостей и газов и попадания влаги.
Утечка воздуха, газов или: жидкостей в основном происходит через зазоры: в соединениях, между, контактными поверхностями листов, стержнем и головкой заклепки и стенками отверстий(рис- 8.19, а).
Степень герметизации разъемного болтового соединения зависит от посадки болта в отверстии и определяемых этой посадкой зазоров. Зазор можно, например, уменьшить с помощью уплотнительной пленки. При герметизации болтовых соединений часто применяют способ уплотнения прокладками, - которые располагаются на поверхности шайб (рис- 8.19, б) или в специальных выточках. Анкерные гайки герметизируют при помощи уплотнительных колец, помещаемых в канавки, расположенные на винте или корпусе гайки. Соединения с деталями малых диаметров чаще уплотняют с помощью прокладок или жгутов. Внутришовные пленки-прокладки должны быть достаточно упругими, чтобы заполнять зазоры при возможных деформациях элементов конструкции; их толщина не должна превышать 0,3 мм. Жгуты, применяемые для внутришовной герметизации, бывают ленточные и в виде валиков. Для них в конструкция предусматривают специальные канавки (рис. 8.20, а} или полости, образованные элементами герметизируемого соединения (рис. 8.20, б}.После образования замыкающей головки герметик наносится на соединение в виде пленки (рис. 8.20в,г). При пазовой внутришовной герметизации топливных отсеков крыла создают сеть непрерывных каналов (пазов), заполняемых Герметизирующим материалом и расположенных на стыках герметизируемых элементов конструкции (рис. 8.21). При этом методе герметизации герметик вводят под давлением снаружи в канал через отверстия впрыска. Отверстия впрыска сверлят в канале герметизации через внешнюю обшивку. После зашприцовки герметика канал отверстие закрывают винтом с потайной головкой. |~ Выводы и вводы трубопроводов и различных коммуникаций также герметизируют. Для этого обычно применяют специальные уплотнительные шайбы. Высокое качество сцепления герметика с поверхностями деталей, Ходящих в герметизируемое соединение, обеспечивает подготовка поверхностей деталей. Она заключается в удалении следов влаги, масел, жиров, краски и других загрязнений. Работа выполняется вручную или механизированным способом. Вручную очищают поверхности от загрязнений с помощью салфеток, смоченных в бензине марок БР-1 и БР-2. Затем




Рис. 8.21. Пазовая внутришовная герметизация:
/ ломжерон; -2 обшивка; 3 герметичные заклепки; 4, 6 пазы; 5заглушка

детали сушат в течение 10 ... 15 мин на воздухе. После сушки поверхности деталей протирают чистыми салфетками, смоченными в ацетоне или бензине, еще раз сушат на воздухе 10 ..15 мин. Механизированные и автоматизированные способы подготовки
поверхностей деталей под герметизацию предусматривают применение установок, на которых очистка и обезжиривание выполняются струёй или паром моющего раствора.
Затем наносят слой клея или герметика. Если требуется нанести несколько слоев, то после каждого из низе поверхность деталей сушат на воздухе, на установке инфракрасного излучения или в печах. Наносить слой герметика следует не позднее, чем через 3 ч после обезжиривания поверхностей.
В зависимости от свойств и состояния герметика его наносят шпателем, кистью, пульверизатором, поливом или накладывают в зону шва герметизирующую ленту. Герметизирующую ленту нарезают требуемой ширины, укладывают в зону шва и прикатывают специальным валиком до плотного прилегания по всей площади. После укладки ленты и сборки изделия через отверстия детали специальным шилом в ленте прокалывают отверстия, вставляют заклепки к производят клепку.
Шпатель для нанесения герметика изготовляют из пластмассы или твердых пород дерева. Применение шприцев облегчает процесс герметизации и повышает ее качество. Процесс завершается выдержкой или термообработкой для вулканизации подслоя и герметика, которые должны после нанесения на поверхность детали высохнуть.
Процесс вулканизации ускоряют нагревом изделия в радиационных сушильных установках, воздушных печах, продувкой нагретого воздуха агрегатов, а также при помощи специальных электронагревателей. Режимы вулканизации (температуру, продолжительность, последовательность) указывают в технологическом процессе на герметизацию каждого изделия.
Сборка герметичных конструкций усложняет технологический-, процесс производства, так как элементы герметизации делают собираемую конструкцию менее технологичной. Надежность герметичных отсеков и агрегатов повышается при применении, где возможно,! монолитных панелей и узлов, уменьшении числа разъемов в самом герметизируемом изделии. Как правило, герметизация подвергаются, заклепочные, болтовые, винтовые соединения, сварные швы и другие виды соединений в конструкциях из алюминиевых и титановых сплавов и коррозионно-стойкой стали.
Таким образом, в зависимости от места расположенная уплотняющего материала в соединениях различают поверхностный внутри-шовный и комбинированный (смешанный) методы герметизации. Материалы, применяемые в качестве герметиков, должны обладать высокой адгезией; температурной стойкостью (от 70 до 4- 100 °С для обычных герметиков и до -+300 °С для теплостойких); устойчивостью к воздействию окружающей атмосферы; вибростойкостью устойчивостью к воздействию влаги, масла, бензина, керосина, агрессивных сред; малой плотностью; хорошей устойчивостью к коррозии.
В настоящее время, например, для поверхностной герметизации фюзеляжа применяют герметики ВЭР-1, ВИТЭФ-1 в виде облегченного жгутика, а также герметики У-ЗОмэс-5 и: УТ-32, наносимые шпателем или кистью.
Для внутришовной герметизации крыла используют сплошной слой герметика У-ЗОмэс-5. Для приготовления герметиков применяют механические лопастные метатели и автоматические дозирующие смесители. Для удаления воздушных включений из герметика используется установка УВТ-1, а для нанесения герметиков на поверхности деталей пневматические шприцы ПШ-2М., Ц1МА-2 и ШМГ-1.
Безударная клепка.
При такой клепке заклепки представляют собой трубчатые, изготовленных из алюминиевых и стальных сплавов. Внутри заклепки выполнено конусное отверстие, расширяющееся к закладной головке. Для возможности постановки этих заклепок в глухие отверстия на наружной поверхности предусмотрены кольцевые проточки. Постановка заклепок осуществляется пневматическим инструментом с автоматической подачей заклепок. С этой целью заклепки, которые поставляются упакованными в кассету, изготовленную и фольги, насаживаются на съемную оправку. В процессе работы заклепка вместе с оправкой, раздвигая створки механизма подачи, становится в исходное положение. При нажатии на курок инструмента оправка, имеющая конусную головку, проходит через отверстие заклепки и образует замыкающую головку. Сменные головки и оправки, входящие в комплект пресса, обеспечивают установку заклепок различных типоразмеров.
Также для постановки заклепок используются ручные клещи, инструмент с шестеренчатым приводом. Применяют заклепки состоящие из стержня и пистона.


Билет26(2)
Технологические процессы выполнение резьбовых соединений. Пути повышения ресурса соединений. Применяемые инструмент и оборудование.
В современном самолете широко применяют соединения болтами, которые различаются по типам, диаметрам» квалитетам точности и материалам.
Болтами обычно соединяют однородные пакеты, в состав смешанных пакетов входят детали из сплавов ВТ14, ВТЗ, ВТ22, 40ХМА, ВНС-5, ЗОХГСА.
В зависимости от формы стержня болты и винты бывают с нормальным стержнем, с подголовком, с утолщенным стержнем (рис. 8.17). По точности изготовления болты разделяются на: повышенной точности, нормальной точности, грубой точности.
Стандартные болты могут иметь различную форму головки: шестигранную, шестигранную с отверстием для стопорения, полукруглую, квадратный подголовок. Кроме того, в стержне болта может быть отверстие для шплинта. Винты резьбовых соединений разделяются на крепежные, применяемые для соединения частей изделия, и установочные, предназначенные для предотвращения взаимного сдвига деталей. Крепежные винты изготавливают с головкой под ключ или под отвертку-. Установочные винты имеют резьбу по всей длине стержня.
К, специальным болтам относятся болты конусные, откидные болты и др.




Стандартные гайки общего назначения могут быть шестигранными ^ одной или с двумя фасками; шестигранными прорезными; шестигранными корончатыми и круглыми (рис. 8.18).При постановке болтов поверхности деталей очищают, а в отверстие наносят грунт или смазочный материал. Большое распространение получили в самолетостроении анкерные гайки, которые приклепываются внутри конструкции, что позволяет устанавливать болты «без непосредственного доступа к гайке. Сборку болтовых соединений производят в следующей последовательности: сначала наворачивают все гайки, затем легко затяги-1к>т их и наконец делают полную затяжку. Величина затяжки может быть отрегулирована с помощью специальных ключей: динамометрических или предельных. Предельные ключи выключаются при достижении определенного, заранее заданного момента затяжки. На динамометрических ключах есть указатель величины прилагаемого момента.
В настоящее время разработаны различные методы, повышения ресурса болтовых соединений технологическими средствами. Одним 'путей является (так же, как и для болт-заклепочных соединений) постановка болтов с увеличенным радиальным натягом и упрочнением отверстия. Необходимо отметить, что повышение радиальных натягов у некоторых сплавов может привести к появлению коррозии под напряжением. Особенно эффективно повышение выносливости путем радиального натяга и упрочнения отверстия. Величину натяга измеряют в процентах к диаметру болта. Различают три степени натяга: нормальный до 1 %; высокий до 1,5 % и сверхтугие посадкидо 2 ... 3 е/».
Большую величину натяга можно достичь и помощью конических (до 3 %), что в сочетании с дорнированием отверстий обеспечивает большое сопротивление усталости. Другой путь увеличения выносливости технологическими Средствами это резкое увеличение сил трения в ПЛОСКОСТИ нахлеста вызываемых увеличением затяжки болтового соединения.
Оборудование, применяемое при постановке 60ЛТОВ, многообразно. Так, для постановки болтов без натяга применяют резьбозавертывающие пневматические машины РЗМП21-8-160, ГПРИ-8, ПВ21-180М, РПГУ21-10. Для постановки болтов с натягом применяют механизированный инструмент ПЗБ-204Г, ПГУЗ-3-70, ПГУЗ-5-130, РЗУП-5-60, РЗУУ-5-60, МПМБ-1.
Для постановки болтов с упругопластическим натягом применяют переносные гидравлические устройства для запрессовки болтов ПГУЗ, ручные затягивающие устройства РЗУП, а также пневматические молотки для запрессовки болтов МПМБ-1. Для завертывания гаек применяются резьбозавертывающие пневматические ручные машины ГУП-2, ГУП-4, ГУП-6. ГРПМ-8, ВП, РЗМПУ, ИП и Р9МП. Источниками питания для них являются гидравлические мультипликаторы.
В резьбовых соединениях возможно самоотвинчивание гайки. Чтобы избежать этого, применяют средства стопорения. Отметим некоторые из них: стопорение контргайкой, стопорение разводными шплинтами, стопорение проволокой, стопорение упругой (пружинной) шайбой, стопорение деформируемыми (стопорными) шайбами, стопорение посредством местной пластической деформации, стопорение заливкой лаком или закрашиванием красками, стопорение путем увеличения сил трения в резьбе.










БИЛЕТ 28 ВОПРОС №2
Сварные и паяные соединения, технология выполнения. Сущность применяемых процессов сварки. Сварные швы и их параметры. Контроль качества сварных и паяных соединений.
Сварка – это процесс образования неразъемного соединения материалов путем их местного сплавления или деформирования. При квалификации процессов сварки выделяют три основных физ. признака: форму подводимой энергии, наличие давления и вид инструмента – носителя энергии. Остальные признаки относят к техническим и технологическим.
По виду подводимой энергии все основные сварочные процессы подразделяются на термические, термомеханические и механические. Энергия, применяемая в источнике энергии для сварки, может быть химической, электрической и т.д., она характеризует не процесс, а оборудование. Термические процессы осуществляются без приложения давления (сварка плавлением), остальные – с приложением давления (сварка пластическим деформированием).
Среди технических признаков, определяющих методы и разновидности сварки, можно назвать сварку в среде защитных газов или под слоем флюса. По степени механизации можно выделить ручную, полуавтоматическую и автоматическую сварку.
Отличительной чертой сварочных процессов является то, что они происходят при повышенной температуре и требуют подведения тепловой или механической энергии.
В настоящее время в самолетостроение наиболее распространены сварка плавлением и контактная сварка. Из многочисленных способов сварки плавлением основное применение нашли способы сварки под слоем флюса (ДЭСФ) и в защитной атмосфере нейтрального газа обычно аргона (ДЭСАр), а также электронно-лучевая сварка (ЭЛС), сварка световым лучом.
При ручной сварке в атмосфере нейтрального газа не достигается полная защита металла от окисления и проникновения других газов. Только при хорошо отлаженной по режимам автоматической сварке с поддувом нейтрального газа создается надежная защита от газонасыщения.
При сварке плавлением путем последовательного нагрева и застывания расплавленного металла шва образуется сложная картина остаточных внутренних напряжений, вызывающее значительное коробление деталей. При сварке в атмосфере нейтрального газа количество расплавленного металла и зоны термического влияния велики. При электронно-лучевой сварке благодаря очень высоким температурам разогрева объем расплавленного металла значительно меньше, а зона термического влияния и внутренние напряжения настолько малы, что обычно коробление при ЭЛС практически отсутствует.
Широкое распространение в самолетостроении нашли электро – контактная сварка, или, как ее еще называют электроточечная сварка (ТЭС). В сечении двух соединяемых деталей имеется литая зона ядра площадью Fя и околосварочная зона термического влияния Fo. Одной из особенностей ТЭС является то, что для качественной сварки необходима самая тщательная очистка поверхностей свариваемых деталей, вследствие которой ликвидируется коррозионная защита внутри шва.


Рассмотрим несколько типичных конструкций сварных швов (рис.1).При соединении встык тонкие материалы могут иметь сварной шов с одной стороны, толстые с двух сторон. Соединение втавр также для тонких материалов может делаться со швом с одной стороны, для толстых – с двух сторон. Достаточно часто для местного усиления и для стыковки применяются соединения внахлест. Одним из важных параметров сварного шва является так называемое усиление. Оно является существенным концентратором напряжений, поэтому для ответственных швов основным способом удаления концентраторов напряжения является снятие (обработка) как усиления, так и выходного валика заподлицо с основным материалом без ухудшения качества его поверхности.
13 EMBED Рисунок 1415
Рис.1 Основные виды швов
а,б,в,г – соединение встык
д,е,и – соединение втавр
ж, з – соединение внахлест

13 EMBED Рисунок 1415
Рис.2 Параметры сварного шва

а,б – различные формы усиления
в – усиление и валик сняты
h1 – усиление
h2 – выходной валик

· – угол подхода усиления к поверхности детали

В самолетостроении пайка нашла широкое применение при сборке трубопроводов, монтаже электрожгутов и изготовлении узлов и панелей с сотовым заполнителем.
Пайка представляет собой процесс, при котором расплавленный припой диффузионно проникает в нагретые и хорошо очищенные от барьерных примесей поверхности соединяемых деталей. После остывания в месте соединения образуется промежуточный слой припоя и металла, имеющий, как правило, достаточно четкие фазовые и структурные переходы от материала деталей к материалу припоя. Таким образом, ещё в более выраженной форме, чем при сварке, при пайке имеем дело с различными материалами в месте соединения. Различают следующие виды припоев:
Оловянно-свинцовые припои (типа ПОС) наиболее распространены в промышленности. Применяются для пайки изделий электро и радиоаппаратуры.
Серебряные припои (типа ПСр) имеют температуру плавления в пределах 183342°С, содержание серебра в них не превышает 10%. Они не содержат легкоиспоряющихся компонентов, поэтому их применяют при пайке элементов конструкции, работающих при повышенных температурах, главным образом для пайки проводов и других электро- и радиотехнических соединений.
В состав медных припоев (типа М ,Л, ЛМц, ЛЖМц ,ЛК) входят медь и различные марки латуни. Применяются для пайки низкоуглеродистых сталей, а также меди и некоторых медных сплавов. Наиболее типичное применение меди – пайка стали в атмосфере водорода. Для пайки коррозионно-стойких сталей применяют медные припои, содержащие марганец и никель.
Никелевые припои применяют главным образом для пайки коррозионно-стойких и жаропрочных сталей и никелевых сплавов. Припои с высокой температурой плавления обеспечивают хорошие эксплуатационные характеристики соединения. Однако увеличение температуры плавления припоя и, следовательно, температуры пайки ограничено из-за отрицательных последствий термического воздействия на паяемый материал.
Титановые, ванадиевые и циркониевые припои применяют для пайки деталей из титана и тугоплавких металлов. Подобные припои изготавливают в виде порошка.
Для пайки алюминиевых сплавов используют главным образом оловянные, цинковые, кадмиевые и алюминиевые припои. Легкоплавкие припои на основе олова-цинка, цинка-кадмия пригодны для бесфлюсовой ультразвуковой или абразивной пайки. Наиболее прочные и коррозионно-стойкие соединения могут быть получены при помощи алюминиевых припоев. Основным алюминиевым припоем является эвтектический силумин. Для бесфлюсовой пайки в вакууме для снятия окисной плёнки в припой вводят небольшое количество магния. Снижение температуры плавления припоя может быть достигнуто введением меди.
Флюсы, применяемые при пайке, подразделяют на низкотемпературные <450°С и высокотемпературные >450°С. По природе растворителя различают флюсы водные и неводные (обычно спиртовые). По природе веществ, определяющего действие флюса, они бывают канифольные, кислотные, галогенидные, гидразиновые, фторборатные, анилиновые, стеариновые, боридные, боридно-углекислые.
13 EMBED Рисунок 1415Рис.3 Типовые паяные соединения и их параметры
а – внахлестку телескопическое
б – встык
в – вскос
г – втавр
д – в угол
е – соприкосающиеся
Особенности взаимодействия припоя с материалом определяют выбор способа пайки. В соответствии с выбранным способом пайки выбирается оборудование. При подготовке деталей особое место занимает механическая обработка деталей, которая обеспечивает зазоры требуемой величины и иногда используется как средство предварительной подготовки поверхности. Очистка поверхностей перед пайкой заключается в удалении загрязнений, а также окисных плёнок. Для удаления окисных пленок используют различные виды механической обработки, зачистку шкурками и стальными щетками, а также травление деталей в ваннах с различными составами. Для сталей используется кислотное травление в растворах серной и соляной кислот при температурах 3040°С. Для алюминиевых сплавов применяется щелочное травление в 10% растворе едкого натрия при температуре 60°С. Далее выполняется промывка в воде, осветление в водном растворе азотной кислоты (1:1), промывка и сушка. Обезжиривают органическими растворителями.
Контроль
При изготовлении сварных и паяных конструкций должен быть обеспечен 100% операционный контроль, а также контроль объекта производства на всех операциях.
ТП контроля:
Контроль исходных материалов (паспорт на материал, марка материала)
Контроль заготовок (Размеры заготовок, шероховатость поверхности, кромки заготовок деталей)
Контроль процесса сборки (размеры узла, зазор в соединении, чистота кромок)
Контроль процесса сварки (пайки) (квалификация сварщика, последовательность проходов, режим сварки)
Контроль узла (размеры узла, качество швов).

Дефекты сварных и паяных соединений:
Дефекты при сварке плавлением (непровар, пористость, трещина, шлаковые включения, пережог, прожиг, подрез).
Дефекты при точечной и роликовой сварке (непровар, выплеск металла, прожиг, трещина, раковина и пористость, вмятина)
Дефекты при пайке (Пора, раковина, трещина, непропай).
В зависимости от воздействия на материал или изделие метолы контроля могут быть разрушающими и неразрушающими. Разрушающие испытания проводят обычно на образцах-сведетелях, на моделях. Неразрушающие методы контроля подразделяют на 10 основных видов: акустический, капиллярный, магнитный, оптический, радиационный, радиоволновый, тепловой, течеисканием, электрический, электромагнитный. Из перечисленных методов для сварных и паяных соединений применяют всего 5 методов: радиационный, акустический, течеисканием, капиллярный, магнитный. Каждый метод контроля характеризуется чувствительностью метода. Под предельной чувствительность понимают наименьшее значение характеристического размера эталонной модели дефекта, уверенно обнаруживаемого при контроле.










































Вопрос2. Общая сборка самолета, требования к узлам и агрегатам, поступающим на общую сборку. Технологические процессы стыковки агрегатов, монтажа оборудования и испытаний систем. Нивелировочные работы, их значение для повышения качества самолета. Летные испытания самолета
Общая сборка самолета включает 2-а этапа :
предварительная сборка
окончательная сборка
Предварительная сборка сводится к отстыковке агрегатов планера и ряда бортовых систем (БС), чтобы исключить операции мех. обработки на окончательной сборке. Окончательная сборка обеспечивает соединение всех агрегатов и БС по разъемам, их отработку, регулировку и испытания под током.
Основным требованием предъявляемым к агрегатам поступающим на общую сборку является взаимозаменяемость. Работа в ПОС требует специалистов высокой квалификации, т. к. в противном случае можно загубить труд всего трудового коллектива.
Основные этапы ТП при ОС самолетов:
Предварительная стыковка агрегатов и нивелировка самолета
монтажные работы
стыковка агрегатов и окончательная сборка
испытания систем самолета
отделочные работы
В зависимости от степени взаимозаменяемости поступающих в ПОС агрегатов их стыковка может быть: 1. предварительная, которую следует выполнять в цехах предварительной сборки ; 2. окончательная. На ту и другую сборку разрабатывают свои ТП. В любом случае стыковка агрегатов может проводиться с применением 2-х методов базирования:
По узлам стыка, базового и присоединяемых агрегатов
По реперным площадкам стыковочных стендов
Примером 1-го варианта является порядок стыковки частей фюзеляжа. При этом базовый агрегат часть фюзеляжа (Ф3 или Ф4, либо состыкованные Ф3 и Ф4), устанавливается на регулируемые ложементы смонтированные на тележке, устанавливают в линию полета по оси «XX» (СГФ) и надежно фиксируют. Стыкуемые агрегаты так же устанавливаются на тележке и поочередно подводятся к базовому агрегату.
При стыковке по2-му варианту (например стыковка ОЧК с фюзеляжем), базовый агрегат (например фюзеляж ) устанавливают на регулируемые ложементы стыковочного стенда , по реперным площадкам, и обеспечивают совпадение реперных точек (РТ) с реперными площадками стыковочного стенда. Стыкуемое ОЧК так же устанавливают на регулируемые ложементы стыковочного стенда. На стенде имеются реперные площадки, которые при стыковке должны соответствовать РТ стыкуемых агрегатов. РТ выполняют по силовой схеме самолета (например, по лонжеронам крыла).
В цехе ОС выполняют монтажные работы, не включенные в объем работ агрегатных цехов. ТП монтажа оборудования проводится в следующей последовательности:
А) Монтаж ведут на монтажных панелях, собираемых на верстаке.
Б) Ведут проверку оборудования на функционирование, при этом эл. сеть разбивают на монтажные участки и отрабатывают соединения.
Для обеспечения работоспособности электрорадиооборудования самолета необходимо выполнять ряд технологических требований:
100%-ый входной контроль всех блоков и электрожгутов подаваемых на монтаж.
Выполнение, при отработке монтажа, испытаний, и установка закрытых и опломбированных заглушек на всех трубопроводах, электросистемах, которые можно снять перед монтажом.
Обеспечить прочное надежное крепление проводки каркаса самолета без разрушения изоляции, при этом выдержать зазоры между электрожгутами.
Провода, эл. жгуты, кабели подсоединяемые к агрегатам систем не должны иметь в местах общей прокладки натяжений, переплетений .
Изготовление эл. жгутов заканчивают проверкой на эл. сопротивление и эл. прочность изоляции. Работу повторяют и после монтажа, при этом необходим автоматический контроль при обнаружении дефектов загорается сигнальная лампочка, автомат прекращает работу, по лимбу счетчика определяют № неисправной цепи.
На завершающем этапе монтажа: проводится установка источников эл. энергии (генераторов, аккумуляторов); потребителей эл. энергии (эл. двигатели, радиостанции), устанавливаются электро-, радио-аппаратуры и контролирующие органы, соединение жгутов , шин и функциональных элементов.
При завершении монтажа всех систем ведется проверка сопротивления изоляции, проверка цепей, проверка работоспособности. Обязательное условие, работу вести после отработки систем управления.
Перед передачей машины на монтаж оборудования и систем проводят нивелировку. Этот процесс сводится к установлению фактического положения РТ по нивелировочному чертежу, который выполняется подобно чертежу общего вида самолета. На нем наносятся нивелировочные точки позволяющие характеризовать всю силовую схему самолета. РТ даются в прямоугольной системе координат X,Y,Z для всего самолета, а также для каждого агрегата, они заносятся в нивелировочный паспорт. После нивелировки самолета в паспорт заносят фактическое положение этих точек .
Летные испытания проводятся на летно-испытательной станции (ЛИС). Самолет принимается от цеха ОС, после чего ведется наземная отработка самолета перед летными испытаниями. Проверка электрооборудования, гидро- и пневмосистем, топливной системы, систем заправки баков. Проверка шасси (уборка, выпуск), органов управления самолетом и управления СУ, проверяется работа двигателей в наземных условиях, а так же работа систем спецоборудования, радиолокации внешней и внутренней связи.
Подготовка самолета к полету начинается после отработки всех систем самолета. Затем проводят летные испытания. После облета самолет вновь проходит наземную отработку. Самолет осматривается, так же как и перед полетом, проверяется по специальной инструкции состояние различных систем после полета, устраняются все недостатки, выявленные в полете и после осмотра. В случае необходимости после устранения дефектов проводится повторный полет.

4.Общая сборка самолета, требования к узлам и агрегатам, поступающим на общую сборку. Технологические процессы стыковки агрегатов, монтажа оборудования и испытаний систем. Нивелировочные работы, их значение для повышения качества самолета. Летные испытания самолета
Общая сборка самолета включает 2-а этапа : предварительная сборка окончательная сборка Предварительная сборка сводится к отстыковке агрегатов планера и ряда бортовых систем чтобы исключить операции мех. Обработки на окончательной сборке. Окончательная сборка обеспечивает соединение всех агрегатов и БС по разъемам, их отработку, регулировку и испытания под током. Основным требованием предъявляемым к агрегатам поступающим на общую сборку является взаимозаменяемость. Основные этапы ТП при ОС самолетов: Предварительная стыковка агрегатов и нивелировка самолета монтажные работы стыковка агрегатов и окончательная сборка испытания систем самолета отделочные работы
В зависимости от степени взаимозаменяемости поступающих в ПОС агрегатов их стыковка может быть: 1. предварительная, которую следует выполнять в цехах предварительной сборки ; 2. окончательная. На ту и другую сборку разрабатывают свои ТП. В любом случае стыковка агрегатов может проводиться с применением 2-х методов базирования: По узлам стыка, базового и присоединяемых агрегатов По реперным площадкам стыковочных стендов Примером 1-го варианта является порядок стыковки частей фюзеляжа. При этом базовый агрегат часть фюзеляжа (Ф3 или Ф4, либо состыкованные Ф3 и Ф4), устанавливается на регулируемые ложементы смонтированные на тележке, устанавливают в линию полета по оси «XX» (СГФ) и надежно фиксируют. Стыкуемые агрегаты так же устанавливаются на тележке и поочередно подводятся к базовому агрегату. При стыковке по2-му варианту (например стыковка ОЧК с фюзеляжем), базовый агрегат (например фюзеляж ) устанавливают на регулируемые ложементы стыковочного стенда , по реперным площадкам, и обеспечивают совпадение реперных точек (РТ) с реперными площадками стыковочного стенда. Стыкуемое ОЧК так же устанавливают на регулируемые ложементы стыковочного стенда. На стенде имеются реперные площадки, которые при стыковке должны соответствовать РТ стыкуемых агрегатов. РТ выполняют по силовой схеме самолета (например, по лонжеронам крыла).
В цехе ОС выполняют монтажные работы, не включенные в объем работ агрегатных цехов. ТП монтажа оборудования проводится в следующей последовательности: А) Монтаж ведут на монтажных панелях, собираемых на верстаке. Б) Ведут проверку оборудования на функционирование, при этом л. Сеть разбивают на монтажные участки и отрабатывают соединения.
Для обеспечения работоспособности электрорадиооборудования самолета необходимо выполнять ряд технологических требований:
100%-ый входной контроль всех блоков и электрожгутов подаваемых на монтаж. Выполнение, при отработке монтажа, испытаний, и установка закрытых и опломбированных заглушек на всех трубопроводах, электросистемах, которые можно снять перед монтажом.
Провода, эл. жгуты, кабели подсоединяемые к агрегатам систем не должны иметь в местах общей прокладки натяжений, переплетений .
Изготовление эл. жгутов заканчивают проверкой на эл. Сопротивление и эл. Прочность изоляции. Работу повторяют и после монтажа, при этом необходим автоматический контроль при обнаружении дефектов загорается сигнальная лампочка, автомат прекращает работу, по лимбу счетчика определяют № неисправной цепи.
На завершающем этапе монтажа: проводится установка источников эл. энергии (генераторов, аккумуляторов); потребителей эл. Энергии (эл. Двигатели, радиостанции), установливаются электро-, радио-аппаратуры и контролирующие органы, соединение жгутов , шин и функциональных элементов.
При завершении монтажа всех систем ведется проверка сопротивления изоляции, проверка цепей, проверка работоспособности. Обязательное условие, работу вести после отработки систем управления.
Перед передачей машины на монтаж оборудования и систем проводят нивелировку. Этот процесс сводится к установлению фактического положения РТ по нивелировочному чертежу, который выполняется подобно чертежу общего вида самолета. На нем наносятся нивелировочные точки позволяющие характеризовать всю силовую схему самолета. После нивелировки самолета в паспорт заносят фактическое положение этих точек .
Летные испытания проводятся на летно-испытательной станции (ЛИС). Самолет принимается от цеха ОС, после чего ведется наземная отработка самолета перед летными испытаниями. Проверка электрооборудования, гидро- и пневмосистем, топливной системы, систем заправки баков. Проверка шасси (уборка, выпуск), органов управления самолетом и управления СУ, проверяется работа двигателей в наземных условиях, а так же работа систем спецоборудования, радиолокации внешней и внутренней связи.
Подготовка самолета к полету начинается после отработки всех систем самолета. Затем проводят летные испытания. После облета самолет вновь проходит наземную отработку. Самолет осматривается, так же как и перед полетом, проверяется по специальной инструкции состояние различных систем после полета, устраняются все недостатки, выявленные в полете и после осмотра. В случае необходимости после устранения дефектов проводится повторный полет.





4. Проектирование и (или) выбор ТП
Проектирование и (или) выбор ТП – представляет собой ЭТАП 2 проектирования оптимальных ТП.
Основные документы, необходимые для решения задачи:
1)КД на изделие;
2)технологический классификатор изделий;
3)документация на типовые, групповые и единичные ТП для данной группы изделий.
Задача – спроектировать и (или) выбрать один или ограниченное число наиболее рациональных вариантов принципиальной схемы обработки детали, удовлетворяющих требованиям рабочего чертежа и заданным техническим ограничениям. На данном этапе:
- производится поиск действующего типового, группового или аналогичного единичного ТП;
- в случае принятия решения о необходимости разработки нового ТП формулируются основные принципы его построения.
Исходными данными при проектировании служат информация о форме, размерах и точности обрабатываемой детали, программа выпуска.
Техническими ограничениями, определяющими возможные варианты принципиальной схемы ТП, будет набор применяемых на заводе прогрессивных методов обработки поверхностей различных видов и их характеристика.
ЭТАП 2.1.Формирование технологического кода изделия по технологическому классификатору.
ЭТАП 2.2.Отнесение изготовляемого изделия к соответствующей классификационной группе на основе технологического кода.
ЭТАП 2.3.Отнесение изготовляемого изделия по его технологическому коду к действующему типовому, групповому или единичному ТП.
ЭТАП 2.4.При отсутствии соответствующей классификационной группы – разработка ТП как единичного:
ЭТАП 2.4.1.Выбор на основе характеристик готовой детали возможных способов получения заготовки без детальной разработки технологии ее получения.
ЭТАП 2.4.2.Выбор принципиальных методов обработки поверхностей детали (точение, фрезерование, нанесение покрытий и т.д.)исходя из их экономической целесообразности и необходимости получения заданных параметров детали. При этом, по существу, происходит синтез переходов обработки (но не операций). Здесь не следует привязываться к определенным маркам оборудования и детально анализировать процесс обработки.
ЭТАП 2.4.3.Дифференцирование переходов обработки по различным этапам (черновой, получистовой, чистовой, термической, гальванической и т.д.) ТП. Цели – произвести первое структурирование ТП по уровням точности обработки, выделить немеханические этапы обработки и определить соответствующие им грузопотоки деталей.
Примечание. На данном этапе выполняется подробный анализ базового (если он имеется) ТП с точки зрения его прогрессивности, повышения производительности труда и качества изделия, сокращения трудовых и материальных затрат на его реализацию, уменьшения вредных воздействий на окружающую среду.















Билет 30. 1. Фюзеляж самолета. Требования НЛГС к пассажирским кабинам. Люки, двери, аварийные выходы, и требования к ним. Обзор из кабины экипажа.
Фюзеляж является вместилищем полезной нагрузки, экипажа, оборудования, снаряжения и иногда силовой установки; и в то же время фюзеляж соединяет в одно целое важнейшие части самолета (крыло, двигатели и т.д.).
Фюзеляж воспринимает не только силы тяжести собственной конструкции и всего содержимого фюзеляжа, но и нагрузки, приходящие на фюзеляж от других агрегатов самолета.
Требования: 1.аэродинамические – минимальное сопротивление и обеспечение фиктивного использования подъемной силы крыла; 2.к жесткости; 3.прочностные – минимальная масса конструкции при обеспечении заданной прочности; 4.к надежности; 5.требования живущести; 6.требования технологичности – обеспечивается рациональным членением; 7.удобство погрузочно-разгрузочных работ – возможность быстрой погрузки-выгрузки пассажиров, грузов.
Параметры фюзеляжа и их влияние на его характеристики
В качестве параметров фюзеляжа выступает lф (длина фюзеляжа), диаметр фюзеляжа – dф , площадь миделя – Sмф. Кроме этого удлинение фюзеляжа, которое определяется как:
13 EMBED Equation.3 1415. Удлинение носовой части: 13 EMBED Equation.3 1415.
Удлинение хвостовой части: 13 EMBED Equation.3 1415. В случае некруглой формы определяется эквивалентный диаметр фюзеляжа 13 EMBED Equation.3 1415
Параметры фюзеляжа не являются независимыми и как правило оптимизируется 1 из них, остальные же определяются исходя из оптимизированного параметра. Удлинение фюзеляжа может измениться либо за счет изменения одного из параметров, либо за счет изменения обоих параметров. Обычно dф и мидель фюзеляжа определяются из условий компоновки фюзеляжа. Например, размещение двигателя в фюзеляже, либо из условий размещения кабины, либо из условий размещения бомбоотсека, либо из условий размещения в кабине груза.
При докритических числах Маха сопротивление фюзеляжа складывается из сопротивления трения и сопротивления формы. Основную часть составляет сопротивление трения, величина которого зависит от площади поверхности фюзеляжа. Поэтому при увеличении длины фюзеляжа, S фюзеляжа возрастает; растет и его сопротивление. Но если мы будем уменьшать удлинение фюзеляжа, аэродинамическое сопротивление будет уменьшаться, но уже возрастет сопротивление формы.

Fnф =const, постоянная площадь поверхности фюзеляжа.
da=const, постоянных диаметр фюзеляжа.
Схф
Возникающее при сверхзвуковых скоростях волновое сопротивление может быть снижено увеличением удлинения фюзеляжа и особенно увеличение удлинения носовой части.
13 EMBED Equation.3 1415
Проблема увеличения критического числа Маха стоит менее остро, чем для крыла, т.к. фюзеляж является телом вращения и для него характерно пространственное обтекание, приводящее к большим значениям Мкр. При расчете на прочность фюзеляж рассматривается как балка, лежащая на двух опорах (передний и задний лонжероны). В сечениях совпадающих с лонжеронами изгибающие моменты достигают mах величины. Носовая и хвостовая части рассматриваются как консольные балки, заделанные по сечениям соответствующими передним и задним лонжеронами и нагруженные массовыми силами от конструкции фюзеляжа и массовыми силами грузов расположенных в фюзеляже. Кроме того, фюзеляж разгружают агрегаты самолета: оперение, двигатели, опоры шасси и др. Поэтому увеличение носовой или хвостовой части приводит к увеличению изгибающих моментов, которые ведут к увеличению массы конструкции, к увеличению угла стреловидности, существенно увеличивает массу фюзеляжа и даже в большей степени, чем самого крыла.
Расположение двигателей в хвостовой части фюзеляжа также повышает массу фюзеляжа за счет того, что растут изгибающие моменты хвостовой части. Также растет масса носовой части фюзеляжа, так как мы вынуждены увеличивать хвостовую часть, чтобы обеспечить центровку самолета.
Длина фюзеляжа подбирается с учетом статистических формул:
13 EMBED Equation.3 1415 ; 13 EMBED Equation.3 1415; Кф = 0,7-0,75 для с3,; Кф = 0,75-0,8 для gз,
13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415
Форма поперечного сечения фюзеляжа
Круглая форма поперечного сечения является наивыгоднейшей, т.к. обеспечивает min периметр для постоянной площади сечения, соответственно min площадь поверхности при постоянном его объеме и следовательно, у такого фюзеляжа будет min трение. Круглая форма предпочтительна также для гермоотсеков, которые нагружены избыточным давлением, исключает появление значительных изгибных напряжений в оболочке подкрепленных шпангоутами и следовательно, обеспечивает min массу конструкции. Если же условия компоновки не позволяют применить круглую форму, то следует стремиться приблизить форму сечения к круглой или же образовать форму сечения с помощью пересекающихся окружностей, в этом случае точки пересечения окружностей соединяют между собой силовыми элементами – балками пола, которые разгружают оболочку от изгиба. Бульбообразная форма сечения с увеличенной нижней частью применяется для повышения объемов грузовой кабины под полом пассажирской кабины. Сечение со срезанной дугой окружности используется при диаметре фюзеляжа менее, чем 3 метра, т.к. из-за малости объемов багажники не размещаются под полом. Такие сечения применяются у высокопланов, у которых из-за срезания длины дуги уменьшается высота стойки шасси. При выборе формы сечения необходимо обратить внимание на необходимость обжатия сечения как это делается по правилу площадей, с целью снижения лобового сопротивления.
Особенности формы носовой и хвостовой частей фюзеляжа
Форма носовой и хвостовой частей самолета определяют из условия аэродинамики, назначения и технологии. Должен представлять собой тело вращения, у которого плавно сужается носовая и хвостовая части. Для носовой части характерно значительно большая криволинейность образующих. Это вызвано меньшим удлинением в носовой части. Большая удлиненность хвостовой части фюзеляжа диктуется стремлением уменьшения аэродинамического сопротивления (данное сопротивление) из-за отрыва потока. Формы носовой части также диктуются условиями обзора из кабины пилота. Условия компоновки и аэродинамики диктуют появление в нижней носовой части выступания части конструкции, в которой размещается РЛС.
Летчик должен видеть вниз на 15°, а вверх достаточно 10°; влево 20°, вправо 30°.

В диапазоне углов 20-45° допускается в конструкции фонаря наличие одной силовой стойки. Обзор назад влево должен обеспечивать видимость положения обтекателя крыла. Ширина затенения обзора конструкции основных силовых стоек. От глаза летчика до внутренней поверхности стекла не менее 500 мм. Необходимо обеспечить пилоту видимость в момент касания поверхности ВПП колесами, видимость полосы на удалении 50-70 метров.
Необходимо обеспечить видимость в момент захода на посадку, ночью на высоте принятия решения, не менее 5-6 огней к подходу к ВПП.
Чтобы снизить аэродинамическое сопротивление надо максимально наклонить лобовые стекла, но такое отклонение может быть до углов 70°, т.к. на более больших углах проявляется эффект полного внутреннего отражения, поэтому:
- для дозвуковых
·=50-55°;
- для сверхзвуковых
·=60-65°.
Фонари пилотских кабин должны иметь удлинение более 4. Для снижения аэродинамического сопротивления хвостовую часть фюзеляжа необходимо отклонять вверх, чтобы на взлетно-посадочных режимах обеспечить достижение посадочного угла
·.
Большинство грузовых и военно-транспортных самолетов имеют люк для обеспечения погрузки, выгрузки грузов.
С точки зрения аэродинамики нарез под 90° создает большое донное сопротивление.
Требования к пассажирским кабинам:
- рациональная компоновка оборудования и мест для экипажа и пассажиров; - наличие дверей и спец.люков, удобных для входа и выхода из самолета (с учетом аварийной обстановки); - обеспечение нормальных условий для экипажа и пассажиров (достаточный объем, удобные сиденья, хорошая освещенность и теплоизоляция, необходимое давление, температура и влажность) в соответствии с научно-обоснованными нормами.
Двери, люки.
Вырезы на фюзеляже для дверей, люков усложняют конструкцию и требуют местных усилений. Имеется несколько кинематических схем открывания дверей. Каркас двери состоит из чашки, отштампованной из листа и подкрепляющих профилей. Предпочтительными являются конструкции, в которых дверь открывается наружу, что повышает безопасность в аварийной обстановке.
Для ускорения выхода пассажиров из кабин в аварийных случаях, помимо дверей предусматриваются спец.аварийные люки, которые размещаются по бортам и наверху в средней части фюзеляжа.

2. Оценка эффективности технологических мероприятий, влияние на срок службы ЛА. Виды испытаний ЛА, выявление дефектов авиационной техники, пути их устранения
В производстве ЛА большое место занимают процессы испытания и контроля, целью которых является обеспечение надежности ЛА. В настоящее время трудоемкость испытательных и контрольных процессов составляет порядка 20% от общей трудоемкости изготовления ЛА и постоянно возрастает.
Контроль и испытания проводятся на всех этапах изготовления ЛА, начиная с контроля исходных свойств материалов, поставок и кончая запуском изделия.
Под испытаниями понимается экспериментальное определение значений параметров и показателей качества продукции в процессе функционирования при имитации условий эксплуатации, а также при воспроизведении воздействия на продукцию.
Испытания принято классифицировать по категориям, видам и методам.
Категория испытаний – это группа испытаний, характеризуемая одинаковыми организационными признаками и принятия решений по результатам оценки объекта испытаний в целом. Опытному и серийному производствам соответствуют различные категории испытаний.


Виды испытаний – это классификационная группа испытаний по определенному признаку, в первую очередь по проверяемому параметру и характеру воздействия. Различные виды испытаний проводятся в рамках тех или иных категорий.
Испытания, характеризуемые местом испытания, можно подразделить на лабораторные, стендовые, полигонные, натурные.
Испытания, характеризуемые масштабом времени, подразделяют на нормальные и ускоренные.
Испытания, характеризуемые воздействующим фактором подразделяют на механические, климатические, термические, радиационные, электромагнитные, неразрушающие и разрушающие.
Испытания, характеризуемые проверяемым параметром, подразделяют на испытания на устойчивость и испытания на прочность.
Испытания на функционирование и целостность коммуникаций бортовой аппаратуры и автоматики.
Основными критериями эффективности контроля и испытаний являются надежность ЛА, стоимость, длительность цикла испытаний. Все наземные испытания должны быть завершены до проведения летных испытаний.
Из партии изделий в целом, прошедшей заводские приемо-сдаточные испытания, одно изделие подвергается летным испытаниям.



1.Определение нормальных напряжений от изгибающего момента в тонкостенных конструкциях.
Расчет ведут при помощи редукционных коэффициентов с использованием диаграмм деформаций.
Пусть имеем поперечное сечение крыла, состоящего из лонжеронов, стрингеров и обшивки.

Это сечение отнесем к произвольной системе координат ХОУ. Обозначим через Х0 и У0 координаты центра тяжести сечения и соответственно Хi, Уi – текущие координаты произвольного силового элемента. На основании гипотезы о плоскостенном распределении деформации принимаем следующий закон распределения деформаций:

·(z)=A*Уi +B , где
·(z) – линейная деформация, А – кривизна плоскости изгиба, В – величина линейной деформации фиксированной точки, Уi – текущая координата.

·z=f(
·(z))=f(A*Уi +B)
13 EMBED Equation.3 1415 – сумма внутренних сил.
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415– момент от внутренних сил
Для расчетов должны быть построены диаграммы деформаций для всех силовых продольных элементов. В общем случае они могут быть выполнены из разных материалов.
Если поперечное сечение крыла неоднородно, то при расчете крыла следует проредуцировать все силовые элементы и привести их к одному материалу.
При расчете поперечного сечения определяют редукционные коэффициенты силовых элементов непосредственно через отношение истинных напряжений к некоторому фиктивному напряжению при помощи диаграмм деформаций, применяя способ последовательных напряжений. Редуцированные площади определяются как 13 EMBED Equation.3 1415.
Для определения фиктивных напряжений должна быть построена произвольная фиктивная диаграмма деформаций, изменяющаяся по фиктивному закону вплоть до момента разрушения материала. Если на графике фиктивная диаграмма деформаций проведена левее действительной диаграммы, что соответствует случаю, когда мы задаем более жесткий материал, то все редукционные коэффициенты будут по величине меньше 1, если правее – больше 1.
13 EMBED Equation.3 1415,
где 13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент учета несимметричности сечения;
13 EMBED Equation.3 1415 – приведенный центробежный момент;
13 EMBED Equation.3 1415 – приведенный момент инерции относительно оси Х;
13 EMBED Equation.3 1415 – приведенный момент инерции относительно оси У;
13 EMBED Equation.3 1415 – центробежный момент инерции относительно оси Х;
13 EMBED Equation.3 1415 – центробежный момент инерции относительно оси У;
13 EMBED Equation.3 1415 – центробежный момент инерции относительно оси Х и У;
13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415 – статический момент;
13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415 – редуцированная площадь любого элемента сечения крыла.
Если центробежный момент 13 EMBED Equation.3 1415, то 13 EMBED Equation.3 1415.
При определении нормальных напряжений по вышеприведенным формулам воспользуемся способом последовательных приближений, сущность которого состоит в следующем: при первом приближении принимаем, что лонжероны, стрингеры, обшивка крыла работают с редукционным коэффициентом 13 EMBED Equation.3 1415, не зависимо от того, из какого материала они сделаны. Отсюда редуцированная площадь 1-го приближения: 13 EMBED Equation.3 1415 . Определяют значения: 13 EMBED Equation.3 1415 ,– откладывают на диаграмме значения напряжений, полученных в элементах конструкции крыла 13 EMBED Equation.3 1415. 13 EMBED Equation.3 1415.
Во втором приближении определяют редукционные коэффициенты: 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415. Определяют редуцированные площади лонжеронов 13 EMBED Equation.3 1415, стрингеров 13 EMBED Equation.3 1415 и обшивки 13 EMBED Equation.3 1415. Находят значения 13 EMBED Equation.3 1415. После определения фиктивного напряжения второго приближения 13 EMBED Equation.3 1415, их откладывают на диаграмме и получают редукционные коэффициенты для третьего приближения. Процедура проводится также до тех пор, пока не совпадут редукционные коэффициенты с точностью 5%.




































Вопрос №2
Методы расчета экономичности вариантов ТП
Бухгалтерский метод: Широко распространен метод определения себестоимости обработки партии заготовок по формуле: C=Аn+B (1)
где: С – себестоимость партии заготовок;
n – количество обработанных заготовок в партии;
А – текущие затраты, т.е. затраты, повторяющиеся при изготовлении каждой отдельной заготовки;
В – единовременные затраты, т.е. затраты, которые производятся один раз на все количество заготовок или периодически на определенную партию. Себестоимость обработки одной заготовки в этом случае определяется по формуле: Сзаг=А+В/n (2)13 EMBED Рисунок 1415
Рис.1 Изменение себестоимости с увеличением количества обраб. заготовок
По формуле 1 и 2 и согласно кривым, приведенным на рисунке 1, с увеличением количества заготовок себестоимость их обработки снижается по гиперболической зависимости. Однако это снижение себестоимости происходит только в определенных границах увеличения количества обрабатываемых заготовок. По мере увеличения партии заготовок до некоторого значения n1 это количество уже не может быть изготовлено при данном варианте ТП в установленный срок, поэтому потребуется введение дополнительной единицы оборудования с соответствующим увеличением единовременных расходов В.
Так, например, при обработке партии заготовок от n=0 до n=n1 (рис.2) наивыгоднейшим является первый вариант с себестоимостью С1, при обработке партии от n1-n3 – второй вариант и при размерах партии более n3 заготовок – третий (на рисунке зона наименьших затрат заштрихована).
В формулу 1 входят текущие затраты: 13 EMBED Equation.3 1415
Сзаг – стоимость исходной заготовки, включая стоимость материала и ее изготовления.
Р – сумма всех цеховых расходов, выраженная в процентах от заработной платы основных рабочих. 13 EMBED Рисунок 1415
Изложенный метод расчета себестоимости обработки прост и нагляден, однако принятый за его основу способ выражения цеховых расходов в процентах от заработанной платы основных рабочих не дает возможности учесть разницу в расходах по эксплуатации и амортизации оборудования и универсальной оснастки, различной по сложности и размерам. При расчете по этому методу более производительные ТП оказываются более экономичными даже в случаях применения очень сложного и дорогого универсального оборудования и технологической оснастки. Для сопоставления экономичности технологических вариантов бухгалтерский метод не пригоден. Он может быть использован только в отдельных случаях, т.е. при приближенном определении себестоимости сравнительно однородной продукции цеха, изготавливаемой на оборудовании и оснастке, одинаковых по степени сложности и размерам.
Элементный метод: Наиболее точным методом расчета себестоимости вариантов ТП при их сопоставлении является элементный метод или метод прямого расчета всех составляющих себестоимости. В отдельных случаях при расчете можно не учитывать затрат, которые во всех сравниваемых вариантах остаются постоянными, и определять себестоимость только по затратам, зависящим, от сравнительных технологических процессов. Такая неполная себестоимость, включающая в себя только затраты, обусловленные вариантом ТП, называется технологической себестоимостью Ст.
Технологическая себестоимость:
13 EMBED Equation.3 1415
Сз – заработная плата рабочих с начислениями
13 EMBED Equation.3 1415- заработная плата наладчиков с начислениями
13 EMBED Equation.3 1415- затраты на силовую электроэнергию
13 EMBED Equation.3 1415 - затраты на вспомогательные материалы
13 EMBED Equation.3 1415 - затраты на амортизацию, заточку и ремонт универсального и спец. реж. инструмента
13 EMBED Equation.3 1415- затраты на амортизацию и ремонт универсального и спец. реж. инструмента
13 EMBED Equation.3 1415 - затраты на амортизацию оборудования
13 EMBED Equation.3 1415- затраты на ремонт и модернизацию оборудования
13 EMBED Equation.3 1415- затраты на ремонт и амортизацию универсальных и спец. приспособлений
13 EMBED Equation.3 1415- затраты на амортизацию, ремонт, отопление, освещение и уборку произв. помещений
13 EMBED Equation.3 1415 - затраты на общие цеховые расходы
13 EMBED Equation.3 1415- стоимость исходной заготовки
Элементный метод расчета себестоимости является основным методом сопоставления экономичности ТП во всех ответственных случаях, особенно в условиях массового и крупносерийного производства. В менее ответственных случаях, а также при расчетах себестоимости для серийного и мелкосерийного производств этот метод применяется с учетом укрупненных нормативов затрат. Расчет технологической себестоимости в этом случае производится также по формулам, однако отдельные слагаемые себестоимости находят не прямым расчетом по точным формулам, а по соответствующим нормативным таблицам затрат, отнесённым к часу или минуте работы станка.
Оценка экономической эффективности варианта по приведенным затратам
Оценка экономической эффективности вариантов по технологической себестоимости и производительности обработки в большинстве случаев бывает достаточно объективной, особенно когда затраты на технологическую оснастку и специальное оборудование этих вариантов различаются незначительно.
Когда один из сравниваемых вариантов предусматривает приобретение дорогостоящего специального оборудования или специализированной оснастки, сравнение экономичности вариантов только технологической себестоимости и трудоемкости обработки может оказаться недостаточным. Высокопроизводительная оснастка и специальное оборудование в большинстве случаев обеспечивает меньшие затраты на обработку заготовки, поэтому сравнение по себестоимости и трудоемкости может оказаться в пользу варианта с большими капитальными вложениями. Тогда целесообразность дополнительных затрат на оснащение ТП можно определить с помощью коэффициента экономической эффективности капитальных вложений:
13 EMBED Equation.3 1415
С1,С2-себестоимость годового выпуска заготовок по первому и второму вариантам.
К1,К2 – капитальные затраты, связанные с осуществлением первого и второго вариантов ТП.
Для определения экономической целесообразности введения новой техники в различных отраслях установлен нормативный коэффициент экономической эффективности ЕН, который определяет минимальную величину годовой экономии на себестоимости продукции на 1 руб. дополнительных капитальных затрат, достаточную для рационального использования капитальных средств в условиях данной отрасли производства в настоящее время. Экономическая целесообразность дополнительных капитальных вложений может быть определена путем сравнения расчетного Е и нормативного ЕН коэффициентов экономической эффективности согласно неравенству:
13 EMBED Equation.3 1415
При сравнении экономичности различных вариантов вновь проектируемых ТП, требующих значительных капитальных вложений, целесообразно подсчитать так называемые приведенные затраты:
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415- себестоимость изготовления одной заготовки
13 EMBED Equation.3 1415- годовой выпуск заготовок
13 EMBED Equation.3 1415- капитальные вложения на осуществление данного варианта ТП














Вопрос 2
АВИАЦИОННАЯ СОТОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ
Сотовые конструкции в самолетостроении изготавливаются из металлических материалов (алюминиевых) и из ПКМ. В конструкции самолета “АН-124” и “ТУ-204” применяется обшивка из алюминиевых сплавов, а сотовый заполнитель из ПКМ (канал воздухозаборника ТУ-204). Наряду с сотовыми конструкциями рассмотрим трехслойные конструкции с легким заполнителем – пенополиуретан, ячеистые и трубчатые заполнители.
ТРЕХСЛОЙНЫЕ СОТОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ
1 – монолитная обшивка малой толщины;
2 – легкий сотовый заполнитель (толщина > чем толщина обшивки);
3 – клеевой слой, который соединяет сотовый заполнитель с обшивками;
ОБШИВКИ
Обшивка сотовых конструкций изготавливается из материала толщиной 0,5ч2 мм. В металлических сотовых конструкциях основным материалом является дюралюминиевые сплавы (Д16), а в конструкциях из ПКМ обшивка делается из органопластика, углепластика, стеклопластика (интерьер).
Сотовый заполнитель состоит из множества ячеек (6-ти гранные) – состоящие из тонкого материала, который образует стенку и клеевого материала, который соединяет эти стенки, образуя ячеистую структуру.
Основным параметром, определяющим соты являются грани ячейки (мм).
Сотовый заполнитель характеризуется следующими параметрами:
Материал стенки сотового заполнителя АМг – 2, стеклопластик, пропитанная полимерная бумага;
Размером сот (граней ячеек);
Толщина стенки сот
Алюминиевые соты, соты ССП (стекло-сото-пласт), ПСП (полимер-сото-пласт) – полимерная бумага, которая пропитана связующим.
КЛЕЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ
Клеевое соединение, которое объединяет сотовые заполнители с обшивками с помощью клеевого материала.
Для прочного соединения Т-образный шов характеризуется:
bг – ширина основания галтели;
bг >2мм.
Высота поднятия клея Н должна быть для обеспечения прочности >3мм;
Толщина клеевого шва
·к=0ч0,1 мм.
Если при той же самой марке клея и тех же режимах склейки, если толщина
·к будет увеличиваться с 0,1-0,3 мм прочность конструкции уменьшается в 2 раза, а если до 0,5 мм – в 3 раза.
В качестве клеевых материалов в сотовых конструкциях используются специальные авиационные клея, как правило, горячего отверждения. Клеевые материалы должны быть в виде жидкости, но чаще всего в виде пленки. Пленочный клеевой материал представляет собой пленку толщиной 0,2-0,3мм, которая с 2х сторон закрыта защитными полиэтиленовыми пленками. Сотовые конструкции могут изготавливаться по “бесклеевой” технологии. В этих случаях в качестве клеевого материала используется полимерное связующее, которое используют при изготовлении препрега.
ОСОБЕННОСТИ ТИПОВЫХ СОТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
1. Заделка торцевых частей сотовых конструкций. Установка торцевой части – вкладыш – из жесткого пенопласта или вспенивающего полимерного заполнителя.

2.Образование изгиба заделки. Склейка их обшивок друг с другом. Иногда делают дополнительный вкладыш в виде дополнительных слоев препрега.
3. Усиление сотовых конструкций
На участке размещения крепежных элементов внутреннее пространство сотового заполнителя заполняется вспенивающими полимерными композициями или в местах размещения сотового заполнителя происходит уплотнение сот или соты в месте расположения крепежного элемента вырезаются, а в этом месте устанавливаются втулки.
ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРЕХСЛОЙНОЙ КОНСТРУКЦИИ МЕТОДОМ СБОРКИ – СКЛЕЙКИ
1. Изготовление обшивок и других монолитных деталей сотовой конструкции.
Металлические обшивки деформируются на обтяжных пуансонах. Обшивки из ПКМ изготавливаются выкладкой. Монолитные детали, как правило, фрезеруются или обрабатываются другим образом на станках.
2. Изготовление сотовых заполнителей.
Сотовый заполнитель изготавливается из сотоблока (паралеллопипед правильной формы).

Сотовой заполнитель больших размеров изготавливается с помощью клеевого материала.
3. Предварительная сборка сотовых конструкций с целью обеспечения необходимых зазоров (швов).
4.Подготовка конструкций под склейку.
5. Нанесение клеевых материалов.
6. Сборка сборочно-клеечной оснастки (ССО).
7. Сборка-склейка трехслойных сотовых конструкций производится в автоклаве. При этом обшивки прижимаются к сотовому заполнителю при помощи вакуумного мешка.
8. Контроль качества сотовой конструкции.
9. Механическая обработка сотового заполнителя.
10. Герметизация швов и проверка на герметичность сотовых конструкций.
11. Измерение массы и упаковка














Напряженно-деформированное состояние при вытяжке, расчет технологических параметров при гибке.
Гибка - холодное формообразование в спец. приспособлении. Усилие при свободной гибке опред-ся из условия Мвнеш = Мвнут , Мвнеш =Pl/2, Мвнутр =
·т*b*s2/4, Р=bs
·вк, к-коэф., зав.от мат. и l/s.Напряж.-деформированное состояние: при нагружении заготовки усилием Р слои металла, расположенные внутри угла изгиба, сжимаются и укорачиваются в продольном направлении, одновременно растягиваясь в поперечном направлении А-А. Слои, расположенные по наруж. стороне изгибаемого угла, растягиваются, удлиняясь в продольном направлении и укорачиваются в поперечном В-В. В средней части изгибаемого сечения располагается нейтральный слой деформирования О-О, длина волокон в которых при изгибе не изменяется При больших радиусах положение нейтр. слоя почти совпадает с серединой сечения, при уменьш.радиусах этот слой смещается к внутренней поверхности. Чем >радиус, тем<величина деформирования. Rmin=k*s, к зависит от механических свойств мат-ла. Радиус пуансона Rв=R-s/2, R=(Rн+Rв)*
·/2, где
·=s1/s-коэффициент утонения, Относит. радиус гибки =R/s.Пружинение при изгибе: наряду со слоями А и Б пластич. деформации внутри находится слой упругих деформаций. После снятия изгиб. усилий в листе остаются упругие деформации, которые заставляют деталь распрямляться. Пружинение выражается углом
·
·.
Методы его уменьшения:1.Уменьш.радиуса гиба увеличивает области пластической деформации и утоньшает слой упругих;2.Выведение слоя упругих деформаций за пределы заготовки;3.Возд.на характеристики мат-ла, снижающие предел упруг.(нагрев). Гибочные штампы конструируют с учетом пружинения.
Определение длины заготовки: для плоских основано на равенстве длины заготовки длине нейтрального слоя после гибки l=
·lнд+
·lд,
·lнд=l1+l2, lд=
·
·(Rв+кs)/180,к-коэффициент,учитывающий положение нейтрального слоя.
Гибка в штампах: обеспечивает высокую точность.
Группы штампов: 1.по характеру выполнения работы – простые (для гибки открытых форм П,Г,Z-образные, за 1 переход), сложные (полузакрытые и закрытые формы), комбинированные (наряду с гибкой совмещают разделит. операции); 2.по назначению - специальные, универсальные. При разработке ТП необходимо определять размеры развертки (заготовки), необходимые для деформации усилия и подобрать пресс, кол-во операций, тип штампа и разработать ТУ на него.
Гибка на валковых станках (КГЛ,ЛГС): цилиндрическая и коническая обшивки. В станках верхний вал закреплен на подвижной верхней траверсе и перемещается от гидропривода. Кривизна регулируется опусканием верхнего вала под углом к нижним. Переменное расстояние м/д нижними валами обеспечивает перемен. кривизну вдоль обшивки. Подача за счет трения.
В станках ГЛС средние валки (верх. и ниж.) имеют принудительное вращение; возможный угол изгиба до 360град. После гибки чистовая обрезка по контуру, вырезание окон. Монолитные панели гнут на валковых станках(пространство м/д ребрами заполняется пластмассой и поверх ребер накладывается лист дюралюминия),в универсальных штампах(за несколько ходов пресса с перемещением заготовки после каждого хода),обдувают дробью(одновременно упрочнение).
Гибка профилей из листа: нарезанные ножницами полосы гнут на спец. листогибочных прессах или на загибочных станках в универсальных штампах не позволяющих получить малые радиусы гиба и избежать пружинения, поэтому применяют со сжатием (стесненный изгиб).
Гибка прессованных профилей (стрингеры, пояса, лонжероны, шпангоуты):гибка прокатка в роликах, с растяжением (чтобы профиль не закручивался),с проталкиванием ч/з фильеры, в штампах, раскаткой, эластичной средой.
Напряженно-деформированное состояние при вытяжке. Расчет технологических параметров.


Для достижения необходимых d и высоты Н вытяжку можно производить за 1 или несколько переходов. Плоская круглая заготовка проталкивается, опускающимся пуансоном в плоскость матрицы и принимает в конце операции форму круглого цилиндрического стакана. Для предотвращения потери устойчивости при сокращении диаметра заготовки на нее действует давление прижима. Выходя из под прижима заготовка изгибается по ребру матрицы и переходя в полость матрицы образует стенку детали q – давление прижима.
Усилие Р ползуна пресса действует через пуансон на данную часть вытягиваемой детали, затем через её вертикальную стенку передаётся на фланец. Усилие вытяжки передаваемое через вертикальную стенку можно выразить как:
Р = Рд + Ртр + Ртр/ + Ризг
Рд - усилие затрачиваемое на преодоление сопротивления металла деформированию.
Ртр, Ртр/ - усилие затрачиваемое на преодоление сил трения на плоской части матрицы и на ребре матрицы соответственно
Ризг – усилие затрачиваемое на изгиб
Действующее в стенке напряжение
·ст определяется:

·ст =
·д +
·гр +
·/тр +
·изг
Минимальное значение коэф. вытяжки можно определить аналитическим путём. При первой операции вытяжки в лучшем случае можно сократить диаметр заготовки в более чем в 2.5 раза. Если первая операция вытяжки не обеспечивают требуемого соотношения диаметра и высоты детали, то для придания детали окончательных размеров производится несколько операций вытяжки. В каждой последующей операции диаметр детали сокращается. Зная минимальные значения для первой и последующих операций, можно в каждом отдельном случае определить количество необх. операций вытяжки для изготовления детали определённых размеров.
13 EMBED Equation.3 1415 d2 = m2*d1 = m2*m1*D0 d3 = m2*d2 = m22*m1*D0
d4 = m2*d3 = m32*m1*D0 dn = mn-12 * m1*D0

Усилие вытяжки: 13 EMBED Equation.3 1415
К1 – коэф. для усилия вытяжки для первой вытяжки деталей без фланца.
К2- последующая вытяжка без фланца.
13 EMBED Equation.3 1415- с фланцем
Кф- коэф. вытяжки дет. С фланцем (1 вытяжка)
Усилие прижима: 13 EMBED Equation.3 1415
Fпр - площадь прижима.
На общее усилие вытяжки влияет сила трения, силы трения необходимо уменьшить, при коэф. трения – 0,05 сила трения составляет 20% от Р, прт 0,02 50% от Р. Для уменьшения трения используется смазка.



















Вопрос 2.
Клеевые соединения

а – элементы с заполнителями, б – руль высоты с заполнителем, в- руль со слоистой обшивкой
Применение склеивания ограничивается в настоящее время сравнительно малой теплостойкостью клеев. Допустимые температуры эксплуатации клеев близки к температурам, допустимым к алюминиевым. Процессы склейки наиболее широко применяются для неметаллических и сотовых конструкций, в настоящее время используются также в сочетании с заклепками, болтами и точечной сваркой при соединении металла с металлом. Одной из важных особенностей является то, что прочность соединения зависит от ширины склейки и от толщины клеевой пленки, которая зависит от точности изготовления деталей и усилия прижатия при сборке.
Различают:
1)Нежесткие детали
- элементы каркаса
- накладки
- утолщения
2)слоистые конструкции
- металлические листовые детали
- стеклопластики
3)Конструкции с заполнителем (бальза, гофр, соты)
- металлические
- стеклопластики
- бумага полиамидная
Нежесткие детали будут сжаты приложенным давлением до толщины стенки, которая играет роль ограничителя зазора. Примером склеенных нежестких деталей может быть конструкция пола кабины, рулевые поверхности с приклеенными фигурными накладками, которые служат для предотвращения распространения трещин.
Слоистые клееные обшивки одинарной и двойной кривизны применяются на самолетах в оконных панелях, панелях дверных проемов, люков. Используют пленочный клей ВК-25.
Маршрут
1)Изготовление обшивок.
Раскрой обшивок
Формообразование обшивок
Обрезка по контуру, вырезка люков и сверление БО
2)Изготовление комплектующих деталей.
Раскрой деталей
Формообразование деталей
Разборка и подготовка поверхности деталей
Химическая обработка
Анодирование обшивок
Промывка и сушка деталей
Нанесение грунта
Отверждение грунта
Прикатка клеевых пленок
3)Окончательная сборка
Склеивание
Покрытие приспособления вакуум-мешком, его герметизация и вакуумирование
Загрузка приспособления в автоклав
Отверждение клея
Выемка и очистка от потеков клея
Контроль качества склеивания
Нанесение защитного покрытия
Сушка защитного покрытия
Узлы и панели сотовой конструкции из металлических материалов применяют на самолетах в виде панелей одинарной и двойной кривизны в оперении, средствах механизации крыла, створках гондол и других ненагруженных узлах и агрегатах. Используют клей ВК-25, пленки ВК-24,ВК-31,ВК-35,ВКВ-2 и герметик ВК-30.
1)Изготовление пакета сотового заполнителя
Обезжиривание фольги
Нанесение и подсушка клеевых полос
Склеивание пакета
Резка пакета на заготовки
Фрезерование заготовок
Растяжение заготовокраскрой заполнителя по шаблону
Формообразование заполнителя
2)Изготовление обшивок и деталей каркаса
Раскрой обшивки
Формообразование обшивки
Предварительная сборка и подгонка
3)Подготовка сотового заполнителя
Обезжиривание сотового заполнителя
Нанесение жидких клеевых композиций на торцы сотов
4)Подготовка обшивки и деталей каркаса
Обезжиривание и анодирование обшивок и деталей каркаса
Нанесение защитного грунта
Прикатка клеевых пленок к обшивкам
5)Склеивание
Окончательная сборка
Вакуумирование и нагрев
Выемка и очистка
Герметизация
Контроль качества склеивания

В последнее время широко стали применятся узлы и панели с сотовым заполнителем из стеклопластика, типичный пример – заполнитель из стеклоткани, пропитанной фенольными или другими смолами. Мехобработка неметалл-го заполнителя осуществляется на станках или вручную высокооборотным абразивным инструментом или грибковыми фрезами. Сотовые конструкции с данным заполнителем используются для изготовления элементов интерьера: панелей потолков, боковых панелей, оконных перегородок и бытового оборудования.
1)Изготовление пакетов сотового заполнителя
Нанесение и подсушка клеевых полос
Складывание пакета
Склеивание пакета
Растяжение пакета
Пропитка пакета
Раскрой пакета на панели
2)Изготовление обшивок и дублеров
Раскрой обшивок
Перфорация дублеров
3)сборка и склейка панели
Обезжиривание обшивок и анодирование
Нанесение грунта нанесение клея на торцы сотов
Прикатка клеевой пленки
Вакуумирование и нагрев
Контроль качества склеивания
Упаковка в пленку

Изготовление деталей выкладкой стеклоткани или намотки стеклоленты.
Метод выкладки заключается в многослойном напластовании пропитанной смолой стеклоткани на болванку с последующим отверждением под давлением при повышенной температуре
1)Пропитка стеклоткани или ленты
Нанесение клеевого состава
Выдержка
Хранение
2)выкладка ткани или ленты по оправке
Отверждение
Контроль

Комбинированные соединения
Чисто клееные конструкции имеют довольно ограниченное применение в основном для склеивания тонких материалов(до 1,5 мм). Комбинированные все шире используют для местного усиления листов, а также для увеличения надежности конструкций. Клеезаклепочные, клеевинтовые и клееболтовые соединения могут быть выполнены двумя способами:
1)установкой заклепок, винтов или болтов по ранее выполненному клеевому соединению с отвержденным под давлением по режимам склеивания клеевым швом
2)установкой заклепок, винтов или болтов по незатвердевшему клею с последующим его отверждением в комбинированном соединении.
При стапельной сборке маршрут:
- предварительная сборка узла в стапеле
- разборка, обезжиривание всех деталей в ваннах
- нанесение подслоя клея на обшивки пульверизатором на установке УБР-1 для безвоздушного распыления клея
- сушка подслоя клея в электрической камерной печи
- окончательная сборка деталей с нанесением на поверхности деталей клея
- склеивание деталей в стапеле с помощью специального приспособления
После отверждения клея производят сверление, зенкование и клепку. Клепку ведут на стационарных прессах или с помощью ручных прессов. При внестапельной сборке операции подготовки деталей выполняются по технологии изготовления слоистых конструкций.
Второй способ выполнения комбинированных соединений более прост, т.к. не требует оснастки для запрессовки; прессом служат сами заклепки, болты, винты, устанавливаемые по незатвердевшему пастообразному клею. Но в этом случае толщина слоя клея будет неравномерной, что понижает прочность и герметичность соединений.
2-ой маршрут:
- предварительная сборка узла
- разметка, сверление и зенкование отверстий
- разборка и подготовка поверхности под склеивание
- нанесение клея
- сборка и клепка(установка болтов)
Все крепежные изделия должны быть установлены в сроки жизнеспособности клея.
Точечные электросварные соединения металлов одновременно со склеиванием можно выполнять следующими основными способами:
-точечной сваркой по нанесенному жидкому слою клея
-предварительной точечной сваркой без клея и последующей его заливкой в зазоры между сваренными поверхностями.
При выполнении клеесварных соединений поверхность металлов подготавливают способом, принятым при подготовке под сварку и склеивание. После нанесения и сборки изделий на контрольные фиксаторы производится электросварка.
Заливка клея в зазоры более просто в производстве, чем сварка по клею, но обеспечивает меньшую прочность, т.к. зазоры между соединяемыми деталями неравномерны. Для заливки швов пригодны хорошо текучие клеи, но в то же время быстро загустевающие. Заливку применяют для каркасных соединений типа стрингер-обшивка с длинными однорядными швами.




4. Отбортовка эластичной средой по вогнутому и выпуклому контуру, особенности напряженно – деформированного состояния, технологические возможности и параметры.
приведена схема отбортовки отверстия в носовой части нервюры. Очагом деформаций является площадь кольца внешним диаметром Dб (диаметр борта) и внутренним диаметром кромки отверстия Dкр. На торцевой части той же нервюры производится отбортовка по вогнутому незамкнутому контуру.
Давление q, необходимое для деформирования борта по вогнутому контуру, можно определить, представляя его в виде суммы q = q1 + q2, где q1 – давление, необходимое для гибки борта по ребру матрицы, q2 – давление, необходимое для пластического растяжения борта в тангенциальном направлении.
При известном q по уравнению (1) можно приближенно определять параметры изделий, которые можно штамповать резиной.

13 EMBED Equation.3 1415



















4.Обтяжка продольная и поперечная. Напряжённо – деформированное состояние по обтяжке и расчёт тех. Параметров
При выполнении обтяжки заготовка растягивается по внешнему контуру при отсутствии второго контура очага деформации.
Поперечная обтяжка:
Характерным случаем для поперечной обтяжки явл. то, что растяжение заготовки происходит в поперечном направлении, захваты пресса расположены вдоль длинной стороны листа. Для достижения наибольшей точности деталей сила N должна в центральной зоне обеспечить деформацию одного знака по высоте сечения. Точность обтяжки цилиндрических обшивок соответствует точности процесса гибки с растяжением.
Для поперечной оттяжки применяются спец. обтяжные прессы. Поперечной обтяжкой изготавливаются короткие обшивки одинарной и двойной кривизны, секций днищ, деталей антиобледенительных устройств и др.
Сила N натяжения на свободном участке между болванкой и пуансоном определ. Из уровнения
2N cos
· = P (1)
А усилие привода стола определяется уровнением
13 EMBED Equation.3 1415
s- толщина загот, 13 EMBED Equation.3 1415-экстрополированный передел текучести П- модуль упругости, R0 – радиус нейтрального слоя, L- длина обшивки, 13 EMBED Equation.3 1415-коф. Трения.
Продольная обтяжка:
Применяется для изготовления обшивок двойной кривизны большой длинны. Обшивки двойной кривизны применяются в носовой и хвостовой частях фюзеляжа и корпусов ЛА.
Усилие N натяжения создаваемая штоками гидроцелиндрами.
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415,где 13 EMBED Equation.3 1415- наибольший и наименьшие образующие обшивки, а – ширина обшивки.





















Порядок проектирования технологических процессов. Директивные технологические материалы, их разработка и использование. Оценка эффективности технологических процессов.
Вне завис-ти от конструктивно-технологич. Особ-тей изд-я разраб-ка ТП-ов сборки проводится в 3 этапа:
1. Выбор схем базир-я и состава оснащения сборки :
а) выбор схем базир-я л-тов сбороч. Единицы с обеспечением заданной точности,
б) выбор конструктивной схемы сборочной оснастки,
в) выбор схемы увязки оснастки,
г) разраб-ка ТУ и тех. треб-й на поставку деталей и сбороч. Ед-ц (карта поставки),
д) разработка ТУ и ТЗ на проектир-е сбороч. Оснастки.

2. Определение послед-ти установки л-тов сбороч. Ед-ц, т.е. разработка маршрута сборки:
а) исследуются возможные вар-ты сборки,
б) устанавливается оптим. Вар-ты.

3. Собственно проектир-е ТП-ов:
а) выбор состава и послед-ти операций сборки,
б) выбор состава инстр-та, оборуд-я и оснастки,
в) определ-е состава и квалиф-ции исполнителей,
г) расчет режимов и нормир-е операций сборки,
д) расчет технико-экономич. Показателей и выбор оптим. Вар-та сборки,
е) оформление карт ТП сборки.

На серийном предпр-ии в ОКБ разрабатываются директивные технологич. Мат-лы:
1. Схемы констр.-технол. Членения агрегатов и контстр.-эксплуатац-ых разъемов –позволяют разработать схему сборки, включают л-ты констр-ии определенного функц-го назначения с указанием их состава;
2. Схема сборки – показывает последов-сть вып-ния сбор. Работ от подузлов к агрегату;
3. Схема увязки заготовит.-штамп. И сборочной оснастки – для проек-ия ср-в оснащения с заданной точностью;
4. Схема базир-я основных л-тов конструкции и порядок их установки при сборке;
5. ТУ на поставку основных сбороч. Единиц на сборку;
6. Констр. Схемы сбороч. Оснастки, должны быть оптимал. По габаритам и занимать наименшую произв-ую пл-дь;
7. Директивные ТП-ы при использ-ии новых видов обраб-ки и сборки, при использ-ии новых мат-лов;
8. Мат-лы по конструктивно-технологич. Анализу ответственных узлов и агрегатов.
Любые разработанные ТП не м.б. запущены в произв-во без технико-экономич. Обоснования. Для этого проводится технико-экономич. Анализ, расчит-ся капит. Влож-я (К) и технол-кая себестоимость (Ст) и ведется сравнение технол. Ратрат: Зн=Ст+Ен
·Кн, ЗБ=СБ+Ен
·КБ. Новые ТП должны иметь сниж-е приведенных затрат за счет сниж-я трудоемкости, всех текущих затрат несмотря на удорожание средств технол. Обеспеч-я сборки (т.е. Кн>КБ).{Строится график как в КП по ТСС}.









10.4. Формирование рабочей технологической документации. Цикловой график организации сборочных работ. Организация поточной сборки. Технологическая подготовка производства. Порядок отработки технологичности конструкции.
Единственным юридическим документом, регламентирующим содержание работ, является технологическая карта, выполняемая в соответствии с ГОСТ-ами. Технол. карта и ее содержание:
1. Данные о составе сбороч. ед-цы.
2. Данные о составе и послед-ти выполн-я сборки.
3. Данные о составе средств оснащ-я.
4. Данные о применении вспомог. мат-лов.
5. Данные о квалиф-ции исполнителей.
6. Данные нормы времени Тпз, Тшт.
7. Организационно-технич. данные (№ участка, цеха).
8. Данные об изменениях ТП.
9. Дата оформления, фамилии разработчиков. Приведенные данные соответствуют опер-му ТП и позволяют полностью организовать серийное произв-во на предпр-ии. Оформление технологич. карт не может производится без реш-я вопросов оснащ-я сборки: выбор инстр-та и оборуд-я, вспомог. средств для повыш-я мех-ции с установлением конкретных марок и параметров оснастки.
Кроме технол. карты, на предприятии находят применение: а)маршрутная карта;б) технологический паспорт, в котором указывается укрупненное содержание ТП в виде выполнения сборочных заданий; в)сборочные задания – объем последовательно исполняемых операций на конкретного исполнителя или бригаду с указанием времени выполнения работы – является основным документом при разработке циклового и др-х графиков сборки; г) ведомость покупных изделий, в соответствии с чем служба материально-технич. обеспеч-я производит закупку оборуд-я, в основном для монтажных систем; д)ведомость подготовки производства. ТП не должен подменять чертеж и ТУ.
Технологичность (ТКИ) – совок-ть св-в к-ции изд-я, обеспеч-щее min затраты с обеспеч-ем подготовки произв-ва, изгот-я, экспл-ции, ремонта в установленные сроки и гарантии установленных показателей кач-ва. Чаще всего технол-ть удается повысить за счет оптимальности схемы членения, расширяющей автоматическую сборку. Технол-ть закладывается при проектировании машины. Отработка изд-я на технол-ть: 1. Анализ технол.возможностей производств. системы. 2. Расчет показателей технол-ти изд-я. 3. Разраб-ка рекомендаций по содержанию и порядку проведения изменений производств. системы. 4. Разраб-ка рекомендаций по содержанию и порядку проведения изменения к-ции с целью повыш-я ее технол-ти. Для определения показателей технол-ти применяют эмпирический метод, экспертный и расчетный. Предприятия и ОКБ вопросами технол-ти занимаются постоянно, пока изделие не снято с производства.
Осн. формой организации внестап. работ явл-ся поточная сборка, кот. хар-ся строгой послед-тью выполн-я работ в соотв-ии с тактом выпуска. Возможны 3 вида поточной сборки: 1. С непрерывным перемещ-ем объекта сборки по рабочим местам. 2. С пульсирующим перемещ-ем объекта сборки по раб. местам через такт выпуска. 3. С перемещ-ем исполнителей по раб. местам (стап. сборка агр-тов).
Организация работы ведется по цикл. графику, кот. предст. закрепление объема работ за группой исполнителей. Цикловой график может разрабатываться на отдельные производственные группы, занятые изготовлением заданного объекта сборки. До перехода на серийное производство графики организации работ содержат практически ТП в его кратком изложении с указанием трудоемкости и длительности работ, привязывая ко времени работы предприятия. При этом расчеты сводятся к определению циклового времени на каждую операцию сборки, и в графике указывается последовательность их выполнения. В завершении всех работ определяется цикл сборки. Цикл сборки – время от начала запуска до выхода готового агр-та. Цикловой график позволяет установить не только количество исполнителей, их квалификацию, но и количество СЗУ, КП и т.д.




12.4.Методы монтажа сборочной оснастки. Требования по точности сборки, методы обеспечения.
Технология монтажа любого СП зависит от применяемого метода увязки оснастки. Методы монтажа м.б.: 1. Эталонно-шаблонный метод (ЭШМ) широко используется в условиях «Авиастара», хотя вместо эталонов часто используются макеты. 2. Эталонно-инструментальный или орд.-шаблонный метод, использ-ся в кач-ве первоисточников эталон-макеты. Монтаж СП ведут с применением инструм. Стенда (ИС). 3. Программно-инструм. Метод (безплазовый). На базе математически заданных обводов пов-ти разраб-ся мат.модель и программа для ЭВМ, для станков с ЧПУ и для монтажа СП на ИС. 4. Монтаж СП и использ-ем ИС и ПК (плаз-кондуктор). На ИС проводится заливка вилок как в СП, так и в макеты и эталоны с использ-ем программы управления, рассчитанной на базе размерной цепи. Монтаж балок при заливке вилок с применением ПК позволяет одновременно залить несколько вилок в различных плоскостях. Для этого использ-ся призмы с системой отв-ий, кот. Устан-ся по отв-ям продольных линеек ПК.
Взаимозам-ть связана с точностью собираемой к-ции, т.е. необходимо обеспечить погр-ть сборки [
·сб (
·сб)] в соответствии с предъявляемыми треб-ями. Различают точность: 1. Заданная, определяется особ-тями к-ции (чертеж или ТУ), 2. Ожидаемая или расчетная, опр-ся при расчете точности сборки, если точность не соответствует заданной, то необходимо менять методы базир-я, методы увязки и т.д. 3. Фактическая (действительная), получается в процессе изгот-я к-ции, опр-ся точностью изгот-я сбороч. Оснастки и выбранными методами базир-я.
Обеспечение точности сборки гарантирует взаимозаменяемость собираемых конструкций. Взаимозаменяемость м.б. абсолютной, полной и частичной. В сам-стр-нии при сборке не ставят задачу обеспечения абсолютной взаимозаменяемости. Достаточная точ-ть сборки в пределах 13 EMBED Equation.3 14151мм для объектов, входящих в зону точности 1; до 13 EMBED Equation.3 1415 2-3мм для хвостовых частей фюзеляжа, несущих поверхностей и т.д.
Различают точность: 1) заданную в соответствии с установленными допусками; 2)действительную, получаемую в рез-те изготовления; 3) ожидаемую, которую предполагается получить.
Если точность изготовления не соответ-ет заданной, надо установить причины возникновения погр-тей сборки. Для этого исп-ся теория линейной размерной цепи:
13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415. При составлении уравнения погр-тей надо учесть все этапы переноса размеров и форм в процессе сборки, а также учесть возникающие деформации. Для этого исслед-ся метод базирования, специфика переноса размеров, место объекта сборки в силовой схеме с-та, хар-р нагружения объекта сборки. Произвести полный размерный анализ образования размерных цепей.



















13.4. Инструмент и оборудование для выполнения клеевых и сварных соединений. Средства механизации и автоматизации сборочно-монтажных работ
Наиболее широко применяется клеесварные соединения, когда сварной шов выполняется точечной электросваркой – ТЭС. При этом используется 2 варианта: 1) ТЭС после нанесения на соединяемые поверхности жидкого или пастообразного клея ведут процесс сварки; 2) Выполняют ТЭС сварной шов, а затем подливают соединения жидкотекучим клеем в несколько приемов.
Сварка ведется сразу же после нанесения клея, так как нельзя допустить не жизнеспособности клея. Сварка – это процесс образования неразъемного соединения материалов путем их местного сплавления или деформирования.
Установки СПТ-3, СПТ-4, СПТ-5 применяют для сварки прямошовных труб из Al и Ti сплавов. Автоматическая сварка кольцевых стыков трубопровода из титанового сплава производится на автоматах АСНК-5Т.Кольцевые швы также сваривают на специальной установке УСМК-2 в среде защитного газа с накидной камерой для обеспечении полной защиты сварного шва от окружающей атмосферы.
Сварка ответственных узлов с толщиной до 35мм выполняются на установке электронно-лучевой сварки с программным управлением. Использование контактных точечных и роликовых машин позволяет сваривать панели из Al сплавов длиной до 10м и шириной до 6м.
По виду подводимой энергии выделяют три класс процессов сварки:
1)термическая сварка (сварка плавлением, дуговая, плазменная, газовая, электронно-лучевая, лазерная); 2) термомеханическая сварка – давлением с прогревом ме (электроконтактная, прессовая, прокаткой, высокочастотная, диффузионная); 3) механическая сварка – давлением без подогрева внешним источником тепла (холодная, трением, ультразвуковая, магнитно-импульсная, взрывом).
Средства механизации и автоматизации сборочно-монтажных работ.
Уровень механизации и автоматизации в самолетостроении различен при выполнении различных работ. Обычно различают 4 ступени механизации и автоматизации сборки:
- частичная механизация, при которой средства механизации используются лишь при отдельных сборочных операциях. Остальные работы выполняются вручную;
- комплексная механизация, в этом случае все операции сборки выполняются механизированным инструментом;
- частичную автоматизацию, при которой часть работ выполняется автоматизированным оборудованием, а остальные работы – с использованием механизированного инструмента;
- комплексную автоматизацию, в этом случае все операции сборки выполняются машинами – автоматами. В функции оператора входит только наблюдение за протеканием процесса.
К средствам механизации и автоматизации сборочно-монтажных работ относятся:
- Системы автоматического управления оборудованием (должны обеспечивать совершение определенной, заранее установленной последовательности действий, необходимых для выполнения операций);
- Использование цикловых диаграмм (показывает зависимость положений, перемещений и др. действий элементов оборудования от времени и др. параметра, например угла поворота управляющего вала);
- Применение систем программного управления (элементы, на которых записана программа действий, выполняемых различными узлами оборудования).
Так для сварочных работ необходимо оборудование: 1) манипуляторы – для установки изделия в удобное положение для сверления; 2) позиционеры – для поворота изделия вокруг 2-х осей и устан-нии в удобное положение; 3) вращатели – обесп-ют вращ-е сварных конструкций вокруг одной оси; 4) кантователи – обесп-ют поворот свар-мой констр-ии вокруг горизонтальной оси; 5) роликовые стенды – обеспечивают вращение изделия, опирающегося на несколько пар установленных роликов; 6) поворотные столы – обеспечивают поворот.









13PAGE 145415


13PAGE 14115



13 EMBED PBrush 1415


















Круглограммы жесткости j шпиндельной группы и упругих перемещений y шпинделя, характерные для токарных станков







В незамкнутом контуре поперечного сечения отсек находится под действием изгибающего момента. Здесь qk – погонные касательные силы, действующие в обшивке, Рk – нормальное сечение силы, действующее по стрингерам вместе с присоединенной обшивкой. Т.к. участок dz мал, то полагают, что потоки касательных усилий меняются от а до b по линейному закону. Составляем уравнение равновесия:
13 EMBED Equation.3 1415















Рисунок 562Root EntryEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeРисунок 47

Приложенные файлы

  • doc 107282
    Размер файла: 8 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий