Проектирование сборочных приспособлений

tify">     Технологичность конструкции является важной характеристикой совершенства изделий, так как она в значительной мере предопределяет уровень технико-экономических показателей производства.

Технологичность конструкции - условная характеристика совершенства изделия. Она приобретает определенность лишь применительно к конкретным условиям производства. Например, технологичность одной и той же конструкции обычно резко различна по отношению к мелкосерийному и крупносерийному производству. Поэтому и конструкция, хорошо приспособленная для изготовления ее с применением процессов, характерных для мелкосерийного производства, является высокотехнологичной лишь при мелкосерийном изготовлении; при освоении в крупносерийном производстве та же конструкция может оказаться весьма нетехнологичной. Напротив, конструкция, ориентированная на применение технологических процессов крупносерийного производства, может оказаться технологичной лишь при массовом ее изготовлении; при изготовлении мелкими сериями она может проявить себя как нетехнологичная.

     В практике ракетостроения ожидаемый масштаб выпуска проектируемых изделий часто заранее известен. Так обычно обстоит дело при проектировании изделий под долгосрочные программы. Во всех таких случаях основной принцип обеспечения высокой технологичности конструкций состоит в том, что конструкция разрабатывается с расчетом на применение при ее изготовлении процессов обработки и сборки, наиболее рациональных при ожидаемом масштабе выпуска данного изделия и конкретные особенности предприятия, на котором предполагается организовать производство изделий данного типа.

     Технологичность конструкции закладывается в процессе проектирования изделия и может быть улучшена в процессе внедрения и производства. Однако выбор наиболее экономичных и производительных технологических процессов изготовления конструкции изделия представляет довольно сложную задачу.

     Для обеспечения технологичности конструкции при проектировании летательного аппарата необходимо учитывать ряд общих требований предъявляемых к конструкции:

     а) Простота форм частей изделия.

В общем случае обработка линейчатых (плоских, цилиндрических, конических) поверхностей проще, чем поверхностей двойной кривизны. Поэтому желательно максимальное использование в конструкции линейчатых поверхностей.

     б) Рациональное членение конструкции на элементы. 
Конструкция должна быть расчленена на агрегаты, узлы и детали таким образом, чтобы при изготовлении и сборке всех ее элементов можно было широко использовать имеющиеся средства механизации технологических и вспомогательных процессов и обеспечить удобство выполнения ручных работ.

     в) Максимальное использование в конструкции изделия 
легкообрабатываемых материалов.

     г) Отсутствие чрезмерно высоких требований к точности размеров, 
формы, расположения и к чистоте обработки поверхностей элементов 
конструкции. В общем случае обработка и сборка элементов конструкции значительно усложняется при повышении требований к их точности.

     д) Наличие подходов для контроля качества всех элементов 
конструкции непосредственно в изделии.

     е) Возможно более широкое применение в конструкции. 
нормализованных и стандартных деталей и узлов. В процессе стандартизации и нормализации элементы конструкции подвергаются тщательному всестороннему анализу, отработке и практической проверке. В результате стандартные элементы аккумулируют в себе широкий коллективный опыт конструкторов, технологов и потребителей. Поэтому их применение в конструкциях значительно облегчает получение изделий высокого качества.

     ж) Возможно большая унификация элементов конструкций.

Унификация приводит к увеличению повторяемости отдельных элементов в конструкции и, следовательно, к увеличению масштаба производства этих элементов при неизменном масштабе выпуска собранных изделий.

     з) Возможно большая преемственность конструкции.

     Преемственность конструкции, это, возможно более широкое использование в конструкциях отдельных элементов ранее созданных, освоенных в серийном производстве и проверенных в эксплуатации изделий. Это создает возможность широкого применения в производстве хорошо отработанных, уже освоенных процессов обработки и сборки, обеспечивающих высокие технико-экономические показатели. [3] 

     Количественная оценка технологичности узла

1. Коэффициент применяемости унифицированных деталей КУД.

Куд = Dу_Н/D = 0/93 =0,

где Dу- количество унифицированных деталей, D_yH=0; D - количество деталей шпангоута, D=93

2. Коэффициент применяемости стандартных деталей (кроме крепежа).

K_CT = D_CT/D = 0/93=0,

Dст – количество стандартных деталей в шпангоуте, Dct=0;

3.      Коэффициент повторяемости элементов конструкции;

Кпов = N_H/N_K,

где Nk - общее число составных частей конструкции; Nh - количество одинаковых деталей;

- Шпангоут верхний Кпов =1/93= 0,013;

- Шпангоут нижний Кпов =1/93= 0,013;

- Обшивка  Кпов =2/93= 0,021;

- Фитинг  Кпов =8/93= 0,086;

- Балка Кпов = 18/93= 0,193;

- Полка Кпов = 6/93= 0,064;

- Стрингер Кпов = 46/93= 0,494;

- Стрингер Кпов = 8/93= 0,086;

- Кронштейн Кпов = 3/93= 0,032;

4. Коэффициент повторяемости элементов в узле:

Кпов = п/Д ,

где п - количество повторяющихся деталей; Д - общее количество деталей

КповД= 9/93 = 0,097;

5. Коэффициент повторяемости материала:

Кпов.мат. = 1 - Qm*/Qm ,

где Qm*- количество марок материала;

Qm — количество наименований материала(по кол-ву деталей)

Кповмет= 1- Qm*/Qm = 1- 2/93= 1-0,013= 0,987

6. Коэффициент использования материала:

КИМ = Мд/Мз,

 где Мд - масса детали, кг; Мз - масса заготовки, кг

- Шпангоут верхний КИМ = 9,2/8,3 = 0,82

- Шпангоут нижний КИМ = 10,9/9,1 = 0,81;

- Обшивка  КИМ = 3,5/3,7= 0,91;

- Фитинг  КИМ = 2,6/2,1= 0,79;

- Балка КИМ = 1,9/1,5= 0,78;

- Полка КИМ = 1,1/0,9= 0,81;

- Стрингер КИМ = 0,7/0,6= 0,82;

- Стрингер КИМ = 0,7/0,6= 0,81;

- Кронштейн КИМ = 0,6/0,5= 0,83; 

     Качественная оценка технологичности узла

     Все детали переходного отсека имеют простую геометрическую форму. В стенке адаптера имеется вырезы под кронштейны.

     В конструкции переходного отсека применяется три вида соединений –заклепочное, болтовое и клеевое. Это позволяет сократить номенклатуру применяемого инструмента.

     Подходы ко всем клепаным швам шпангоута имеют открытые зоны и не требуют специализированного оборудования.

     Наличие в конструкции адаптера одинаковых и однотипных деталей позволяет применять для их изготовления типовые техпроцессы или изготавливать их пакетами, и снизить затраты на оборудование и приспособления. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выводы

     Технологичность конструкции закладывается в процессе проектирования изделия и может быть улучшена в процессе внедрения в производство.

     Переходный отсек имеет рациональное технологическое членение; свободный подход к соединениям любого вида; возможность автоматизации выполнения соединений; возможность применения типовых технологических процессов.

     В целом его можно отнести к категории изделий средней степени сложности и обладающей высокой степенью технологичности. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 2. Технологический процесс сборки

     2.1. Методы базирования при сборке

     В производстве летательных аппаратов применяют следующие способы базирования:

     Базирование по месту (по базовой детали).

     Применяется при опытном производстве.

«+» Не нужна дополнительная оснастка.

«-»   Точность зависит от соседних деталей, неоднозначная взаимозаменяемость.

     По  разметке.

     Ориентация  базируемых деталей по разметке на базовой детали применяется при запуске серийного производства. Таким образом, собираются детали внутреннего контура.

«+»  Нет специальной оснастки.

«-» Большая трудоёмкость, очень сильно влияет квалификация рабочих.

     Базирование по СО.

     Ориентация  базируемых деталей производится по отверстиям в базовой детали (по СО), вскрываются по взаимно увязанным шаблонам.

«+» Хорошие подходы, простота сборки, не требуется специальной оснастки, не важна квалификация рабочих, легко механизировать сборку.

«-»  Не всегда высокая точность, требуются взаимно увязанные шаблоны.

     Применяют для внутреннего набора.

     Базирование по КФО.

     Ориентация  базируемых деталей по отверстиям в  деталях и сборочном приспособлении. Увязка КФО производится по координатным стендам, кондуктором с шагом между отверстиями кратным 50мм. КФО только для базирования. Применяется в серийном производстве для внутренних и наружных обводов, а также конструкции больших габаритов.

«+» Высокая точность, приспособление менее металлоёмкое чем БЭСП.

       Недолго изготавливать.

«-» Требуется специальная оснастка для увязки отверстий -дополнительные шаблоны, кондукторы. Повышение требований к точности изготовления детали.

     Базирование по БЭСП.

     СП  имеет сопряжённую поверхность  с базируемой детали

«+» Самая высокая точность сборки, хорошо подходит для деталей малой жёсткости, квалификация рабочих не важна.