Поділ поверхні літака по зонах точності

а - для надзвукового літака; б - для літака дозвуковых швидкостей

Рис.1

виконання клепки, шорсткості й волнистости поверхні, а тому різні для кожного літака.

Перша зона:

- верхня поверхня крила, 15% хорди нижньої поверхні крила й елементів механізації, верхня поверхня зализа крила і його нижня поверх­ня до 15% хорди бортової нервюри;

- поверхня від носа фюзеляжу до хвостового стрингера над верхньою поверхнею крила й до 15% хорди бортової нервюри під площиною крила;

- на гондолах двигунів і пілонах - поверхня від носа до 50% їхньої довжини;

- на хвостовому оперенні - поверхня від носка до 50% хорди, а також поверхня рулів напрямки й висоти. На горизонтальному оперенні, установленому спереду крила, як зазначено вище для крила.

Границі першої зони можуть уточнюватися для конкретного типу літака, але не повинні бути менш зазначених.

Як правило, їх прив'язують до якого-небудь конструктивного елемента планера, наприклад, лонжерону крила, стиковому шпангоуту фюзеляжу й т.п.

Друга зона : вся інша зовнішня поверхня літака.

Прикладом прив'язки зон обтікання до конкретного літака може служити літак ТУ-204. Так, до 1-ої зони ставиться верхня поверхня крила, включаючи елементи механізації, поверхня предкрилків, 15% хорди нижньої поверхні носків, закрилків, елеронів, зализів (мал.9.2,а). Для фюзеляжу до 1-ої зони ставиться зовнішня поверхня від 1 до 60 шпангоута. До 2-ий зони, крім традиційно поверхні хвостової частини, також поверхня носового обтічника, зони основного шасі, зализов крила (мал.9.2,6). Точність виконання форми і якості зовнішньої поверхні представлена в табл.9.1.

Таблиця 9 Л Припустимі відхилення поверхонь фюзеляжу літака ТУ-204

№ п/п	Види припустимих відхиленні			1 зона	2 зона
1	Волнистость, до = h It , не більше			0,001	0,003
2 2	Зсув поверхонь (уступи, выступание, западання), h &	обшивання (панелі)	проти потоку	од	0,3
			по потоці	0,15	0,3
			поздовжні	0,2	0,4
		дверей, люків багажних	проти потоку	0,3	0,8
			по потоці	1,0	1,5
			поздовжні	1,5	1,5
		окантовки вікон пасажирського літака		-0,2	-0,2
3 3	Зазори, S	незнімні панелі		Не допускається допускається
		люків експлуатаційних	проти потоку	0,5	1,0
			поздовжні	0,8	1,5
		двері, люки багажні		2	2
4 4	Плавні відхилення від теоретичних обводів, Δh, не більше			1	2

а - крила; б - фюзеляжу; в - зазори в рознімних і нероз'ємних з'єднаннях фюзеляжу: 1 - обшивання, 2 - стик панелей, 3 - двері, 4 - дверний проріз

Рис,9.2

Числові значення допуску δ_ЛА на відхилення від теоретичного контуру задаються по зонах для кожного конкретного літака. Допуски можуть бути симетричними щодо теоретичного контуру й асиметричними (мал.9.3).

а - надзвуковий літак, M = V /а ≈ 3; б- літак Ан-124; в - літак Ту-204, стик люк-обшивання; г - фюзеляж вертольота Мі-8, зона силового шпангоута

Рис.9.3

Характер їхньої зміни залежно від швидкості польоту можна представити графіками мал.9.4.

Залежність допуску на аеродинамічні обводи від швидкості польоту

Аналогічно задаються умови обтікання виступаючих у потік деталей, у тому числі елементів кріплення. Зазори на стиках повинні бути заповнені спеціальною пастою, шліци головок гвинтів повинні бути повернені по потоці й т.п. Вимоги до якості зовнішньої поверхні після остаточної обробки в серійному виробництві й ремонті визначені ОСТ 1.02507-84.

9.1.2. Допуски на геометричні розміри агрегатів і розташування деталей каркаса

Вище наведені відхилення від теоретичного контуру в перетинах є визначальними при розрахунку точності зборки й розробці ТУ на проектування СП. Задається також і максимально припустима погрішність лінійних розмірів агрегатів при їхньому виготовленні. У табл. 9.2 наведені середньостатистичні дані допусків на довжину хорди крила А6_Ч и оперення А6₀, розмаху крила М_к й оперення М₀, на довжину фюзеляжу Д1^ залежно від швидкості польоту

самолета. Аналогічні дані наведені в табл.9.3 по припустимих відхиленнях у розташуванні елементів каркаса планера літака [19].

Таблиця 9.2

мм

Швидкість, M = V/a	Δbк	Δbо	Δlк	Δlo	ΔLф
до 0,7	±5,0	±3,0	±12,0	±3,0	±10,0
0,7 - 1,0	±5,0	±3,0	±12,0	±3,0	±10,0
1,0-1,8	±4,0	±3,0	±12,0	±3,0	±5,0
1,8-3,0	±4,0	±3,0	±10,0	±3,0	±5,0

Таблиця 9.3

мм

Швидкість, M = V /a	Крило, оперення, фюзеляж
	Розташування нервюр і шпангоутів		Розташування стрингерів на обшиванні
	силових	рядових	одинарної кривизни	подвійної кривизни
до 0,7	±2,0	±3,0	±2,0	±3,0
0,7-1,0	±2,0	±2,5	±2,0	±2,5
1,0-1,8	±1,0	±2,0	±1,0	±2,0
1,8-3,0	±1,0	±2,0	±1,0	±2,0

Для шпангоутів і нервюр у ТУ обмовляється також припустимий перекіс їхніх площин, що звичайно відповідає допуску на їхнє місце розташування. Цей допуск для стикових шпангоутів і нервюр не перевищує 1,0 мм. Допуски на взаємне розташування агрегатів ЛА вказуються на нивелировочной схемі по координатах нивелировочни х (реперних) крапок, виражаються в допусках на взаємне положення відповідних крапок.

При проектуванні складальних пристосувань ураховуються й спеціальні вимоги по точності : допуски на виконання поверхонь стиків і рознімань, на збіг отворів під стикові болти, установку органів керування й т.п.

Основні поняття й формули розрахунку

Внаслідок виробничих погрішностей, що виникають на різних етапах виготовлення складальної одиниці й вхідних деталей, їхні дійсні розміри відрізняються від передбачених кресленням і технічними умовами. Причинами погрішностей є як методи переносу розмірів і методи базування, так і погрішності виготовлення складального оснащення. Величина погрішностей у значній мірі визначається схемою вв'язування всього використовуваного оснащення й точностними характеристиками переносу розмірів на окремих етапах складання.

Для забезпечення якості виготовлення конструкції, що складається, розробляють схему вв'язування заготівельного й складального оснащення й роблять розрахунок передбачуваної точності. Ця робота є підсумком розробки технологічного процесу зборки вузла або агрегату.

Розрізняють:

- задану (необхідну) точність, що призначає конструктор ОКБ при проектуванні виробу й указує в технічних умовах (ТУ);

- дійсну точність, реально одержувану в результаті виготовлення виробу й обумовлену його виміром;

- очікувану точність, що передбачається одержати для вузла або агрегату в результаті обраних технологічних процесів виготовлення вхідних у нього деталей, методів їхньої зборки, методів виготовлення й ув'язування оснащення й т.д.

Очікувану точність одержують у результаті аналітичного розрахунку, виконаного за певною методикою на етапі завершення проектування технологічного процесу зборки і його оснащень.

У курсовому (дипломному) проекті завданням студента є виконання розрахунку очікуваної точності, зіставлення її із заданою точністю на вузол або агрегат по ТУУ. При незадовільних результатах студент зобов'язаний внести в технологічні й конструкторські рішення відповідні зміни, які необхідні для гарантованого одержання очікуваної точності, що відповідає заданої по ТУУ. Для розрахунку очікуваної точності застосовується апарат теорії розмірних ланцюгів, з яким рекомендується ознайомитися по підручнику [1, 4, 6]. При цьому, коли необхідно зробити розрахунок очікуваної точності вузла або агрегату, наприклад, по відхиленню від теоретичного контуру, тобто уздовж лінії, перпендикулярної теоретичному контуру, використається теорія лінійного розмірного ланцюга. Як відомо, розмір замикаючої ланки для лінійного розмірного ланцюга визначається по рівнянню розмірного ланцюга :

де: l_i - складові ланки розмірного ланцюга;

ξ _i- передатне відношення, що характеризує вплив складових ланок на замикаючу ланку. ξ _i = +1 для «збільшуючих» ланок, тобто для ланок, величина яких збільшує величину замикаючої ланки; ξ _i = -1 для ланок, що “зменшують”, тобто для ланок, величина яких зменшує величину замикаючої ланки.

Якщо складові ланки розмірного ланцюга виконані з виробничими погрішностями δ_і , то замикаюча ланка буде мати погрішність, обумовлену рівнянням виробничих погрішностей :

З вищевикладеного треба, що студентам при рішенні завдання з розрахунку очікуваної точності агрегату або вузла необхідно скласти й вирішити рівняння погрішностей замикаючої ланки (9.2). При цьому як складові погрішності, що утворять підсумкову погрішність агрегату, варто взяти погрішності, що з'являються на всіх етапах одержання L_зам - погрішності виготовлення деталей, агрегату й елементів оснащення, що входять у розмірний ланцюг, а також погрішності, що виникають від деформацій при клепці, змінах температури й т.д.

Рішення рівняння виробничих погрішностей (9.2) може бути виконано розрахунком на максимум - мінімум, коли величину очікуваної точності агрегату одержують у випадку самого гіршого сполучення всіх погрішностей, тобто при їхньому додаванні. Теоретично більше правильним є методика розрахунку, заснована на принципах теорії ймовірностей. У цьому випадку рішення рівняння погрішностей зводиться до визначення двох основних характеристик погрішності замикаючої ланки [5] :

Δ_Σ - координата центра групування погрішностей зборки ;

δ_Σ - половина поля погрішності замикаючої ланки (середньоквадратичне відхилення).

Для агрегату, наприклад, фюзеляжу, розташування полів зазначених погрішностей і допусків, заданих технічними умовами (ТУ), у цьому випадку буде виглядати відповідно до схеми (мал.9.5).

Як видно зі схеми, верхні й нижнє граничні відхилення замикаючого розміру зібраного агрегату будуть рівні відповідно :

Відповідно до теорії ймовірностей величини Δ_Σ та δ_Σ визначаються по формулам

де: n - кількість ланок, що беруть участь у формуванні замикаючої ланки (розміру);

Δ_і - координата середини поля допуску складової ланки;

δ_і- половина поля допуску складової ланки;

а_і - коефіцієнт відносної асиметрії розподілу погрішностей

складової ланки;

K_і - коефіцієнт відносного розсіювання розміру складової ланки.

Для технологічних процесів одержання розмірів, що характеризуються нормальним (за законом Гаусса) розподілом погрішностей, величини a_і та K_і відповідно дорівнюють 0 та 1. Для техпроцесів, що не мають нормального розподілу погрішностей, параметри a_і та K_і визначаються експериментально та приводяться в довідкових матеріалах.

Координата середини поля допуску складової ланки дорівнює

де: BO_і — верхнє та НО_і - нижнє граничні відхилення.

При симетричному розташуванні поля допуску Δ_і = 0 .

Половина поля допуску складової ланки дорівнює

Отримані в результаті розрахунку величини очікуваних відхилень не повинні перевищувати відхилень, заданих технічними умовами на виріб. У таблиці 9.4 наведені середньостатистичні дані про припустимі відхилення аеродинамічних поверхонь для сучасних літаків, для швидкості польоту відповідно М ~ 0,75 - 0,85.

Таблиця 2

Агрегат	Частини агрегатів	Відхилення, мм
Фюзеляж	Носова частина Середня й хвостова частини	±1,0 ±2,0
Крило, стабілізатор	Передня частина (проти потоку) Задня частина (по потоці)	±1,0 ±2,0
Кіль	Центральна й хвостова частини	±2,0
Мотогондола	Передня частина (проти потоку) Задня частина (по потоці)	±1,0 ±2,0

Виробничі погрішності

Виробничі погрішності залежать від характеру переносу розмірів з першоджерела на заготівельне, складальне оснащення та вхідні в складальну одиницю деталі.

Погрішності, що визначають точність виконання виробів, що збирають, можна розділити на три основні групи, як це показано в таблиці 9.5.

Таблиця 9.5

Група	Вид погрішності	Позначення
Погрішність вихідного елемента, від якого починається зборка	Погрішність виготовлення базової деталі (при зборці по СО)	δ баз
	Погрішність виготовлення пристосування для зборки	δ пр
Погрішність ув'язування	Погрішність взаємного вв'язування складальних отворів базової й установлюваної деталей	Ссо(дет1-дет2)
	Погрішність взаємного вв'язування робочого контуру пристосування й установлюваної деталі	Скон(пр-дет)
	Погрішність взаємного вв'язування складальних пристосувань	Спр (об'єкт1 -об'єкт2)
	Погрішність ув'язування контуру й координатно-фіксуючого отвору деталі	Сдет( кон.-КФО)
	Погрішність ув'язування контуру й складального отвору деталі	Сдет( кон.-СО)
	Погрішність взаємного вв'язування контурів базової й установлюваної на неї деталей	Скон (дет1-дет2)
Погрішності, що не залежать від методу базування	Погрішності, викликані деформацією від клепки, зварювання	δ кл, δ св
	Погрішності, викликані температурними змінами	δ t
	Погрішності, викликані деформаціями складальних пристосувань	δ f
	Погрішності, викликані зміною товщини матеріалу	δ S

Для технологічних процесів виготовлення літакових деталей та елементів складального оснащення, а також для методів переносу розмірів, застосовуваних у сучасному літакобудуванні, накопичені статистичні дані про виникаючим при цьому виробничих погрішностях, а також про величини а_і, та K_і, які наведені в таблиці 9.6.

Таблиця 9.6

Позначення етапу		Технологічний процес або метод переносу розміру			Відхилення контуру, мм		Відхилення між осями отворів, мм			аі		Кі
1		2			3		4			5		6
ТЧ-ТП		Расчерчивание			-0,1; +0,1		-			0		1
ТП-КП		Расчерчивание			0;-0,1		±0,05			0		1
КП-ОК		Фотодрук			±0,1		±0,05			0		1
ОК-ШК		Припилювання			0;-0,15		±0,1			0,5		1,4
ШК-ШВК		Теж			0;+0,15		±0,1			0,5		1,4
ШК-ШРД		Те ж			0;+0,3		±0,1			0,5		1,4
ШРД-ШФ		Теж			-0,5; 0		±0,1			0,5		1,4
ШФ-деталь		Фрезерование			±0,2		±0,2			0		1
ШК-ШОК		Припилювання			0;+0,2		±0,15			0,5		1,4
КП-ШМФ		Те ж			0;+0,1		±0,15			0,5		1,4
ШМФ-рубильник		Теж			±0,2		-			0,5		1,4
Рубильник-ПК		Зліпок			±0,1		-			0,5		1,4
ШВК-формблок		Припилювання			±0,2		±0,15			0,5		1,4
КП-ШКС		Те ж			-0,2;0		±0,15			0,5		1,4
ШКС-КШКС		Теж			0;+0,2		-			0,5		1,4
КПЖС-МП		Теж			0;-0,2		±0,15			0,5		1,4
ШОК-болванка		Пригін			0;+0,2		±0,35			0,5		1,4
ПК-пристосування		Фіксація штирями			±0,1		±0,02			0		1
ИС-приспособление		Те ж			±0,1		±0,02			0		1
МЭ-приспособление		Фіксація штирями			±0,1		±0,1			0		1
Формблок- деталь		Штампування гумою			0;+0,3		-			0		1
Болванка- деталь		Теж			+0,5;+1,3		-			0,2		1,1
ШОК-деталь		Свердління			-		±0,2			0		1
ШКС-штамп		Пригін			0;+0,3		±0,1			0,5		1,4
Штамп-деталь		Штампування			±0,2;0		-			0,2		1,1
МП-КЭ		Зліпок			0;+0,1		±0,1			0		1
КЕ-МЕ		Те ж			-0,1;0		±0,1			0		1
ШК-ШПГ		Припилювання			0;+0,2		-			0,5		1,4
ШГП-пуансон		Теж			±0,2		-			0,5		1,4
Пуансон-деталь		Гнучка на ПГР			0;+0,5		-			0,2		1,2
Кондуктор-деталь		Свердління			-		±0,05			0		1
СЧПУ-шаблон		Мехобробка			±0,1		±0,1			0		1

СЧПУ-рубильник (СЧПУ-ложемент)	Те ж	+0,15	-	0	1
ШКС-копир	Припилювання	0;+0,2	-	0,5	1,4
Копір-обшивання	Штампування - гибка	+0,5;+1,5	-	0,2	1,1
ШВК-макетный шпангоут	Припилювання	±0,2	±1	0,5	1,4
Пк-макетний шпангоут	Розмітка отворів	±0,1	±0,1	0,5	1,4

Вплив методу базуванні на точність складання

Складання з базуванням на зовнішню поверхню («від обшивання»)

При цьому методі базування деталь, що утворить зовнішній обвід агрегату або вузла (наприклад, обшивання або профіль для відповідно фюзеляжу або шпангоута), притискається до фіксатора зовнішнього контуру (ложемента, рубильника) складального пристосування спеціальними притисками й у цьому стані здійснюються установка й кріплення інших елементів зборки. У цьому випадку погрішність виконання зовнішнього контуру агрегату або вузла визначається рівнянням

де: δ_сб - погрішність готової зборки;

δ_np- погрішність складального пристосування;

δ_уст - погрішність установки літакової деталі на базовий елемент оснастки, як, наприклад, величина місцевого зазору між рубильником й обшиванням після установки притисків;

δ_кл , δ_f , δ_t - відповідно погрішності, викликані клепкою, деформацією пристосування, зміною температури.

Для розрахунку очікуваної точності складання варто приблизно прийняти суму останніх погрішностей, рівної 40% від загальної погрішності зборки, тобто

У цьому випадку одержимо

У свою чергу величина δ_уст виходить зі спочатку наявної погрішності взаємного вв'язування контурів деталі й пристосування, обумовленої допусками на їхнє виготовлення (тобто, наприклад, максимальна величина зазору між рубильником й обшиванням у її вільному стані), що згодом зменшується за рахунок установки вищезгаданих спеціальних притисків і перетворюється в ряд місцевих зазорів між пристосуванням і деталлю (рубильником й обшиванням у її притиснутому стані). Вищевикладене відбивається рівнянням :

де: С_конт(пр. – дет) - погрішність взаємного вв'язування контурів пристосування й деталі;

К_приж - коефіцієнт притиску, що відбиває зменшення величини погрішності установки за рахунок установки спец. притисків.

Ясно, що при збільшенні кількості притисків деталі до пристосування величина погрішності установки зменшується. У таблиці 9.7 наведені величини К_приж залежно від кількості притисків у пристосуванні.

Таблица 9.7

Кількість притисків	2	3	4	5	7	8
l пр/ lдет	0,9	0,5	0,33	0,25	0,18	0,15
Кприж	0,85	0,6	0,5	0,3	0,2	0,1

l_дет - довжина деталі;

l _пр - відстань між сусідніми притисками.

Підсумкова формула для розрахунку очікуваної погрішності зборки, виконуваної методом «від обшивання», буде мати вигляд :

Цією формулою варто користуватися при розрахунку погрішностей для вузлів типу нервюр, шпангоутів, лонжеронів, що збирають у складальних пристосуваннях, що має фіксатори (ложементи, рубильники) зовнішнього контуру, тому що обводоутворюючі деталі цих вузлів можуть бути притиснуті до фіксаторів, а також агрегатів, для яких є технологічна можливість ведення зборки від «обшивання».

24.4.2. Складання по складальним отворам

При цьому методі зборка відбувається без пристосування. Тому як вихідний елемент, від якого ведеться складання та відбувається нагромадження погрішностей, береться одна з деталей конструкції літака (базова).

Так, для зборки по СО стінки 3 нервюри із двома (дет.1, дет.2) поясами (мал. 9.6) рівняння очікуваної погрішності вузла по розмірі від верхнього

до нижнього пояса по перетині А-А буде мати вигляд :

де

де: δ_баз - погрішність базової деталі (стінки);

С_дет1(кон – СО), С_дет2(кон – СО) - погрішності вв'язування контуру та СО першого і другого пояса, фіксованих штирем 4;

δ_кл - погрішність від клепки;

2δ_фикс - погрішність фіксування базової й установлюваної деталей (зазор між отвором і штирем фіксатора, зсув осей Δl)

При зборці по СО вважається, що дві останні погрішності становлять до 30% погрішності зборки, тобто δ_кл + 2δ_фикс = 0,3 δ_сб.

Таким чином, підсумкове рівняння прийме вид :

При зборці агрегату з вузлів, зібраних по СО (наприклад, крила з базою на зібрані лонжерони) компенсація при установці обшивання неможлива. Тому погрішність зібраного в такий спосіб крила буде мати вигляд :

де: δ_s - погрішність товщини обшивки.

Складання по КФО

При цьому методі зборка відбувається в пристосуванні, що є базовим елементом для наступної установки деталей літака й відповідно нагромадження погрішностей.

Так, для зборки в СП 1 по КФО агрегату, наприклад, мотогондоли (мал.9.7), що складає з обшивання 2, дуг шпангоутів 3,4 (деталі 1,2), рівняння погрішностей буде мати такий вигляд:

Прийнявши, що δ_f + δ_t + 2δ_фик + δ_кл = 0,5 δ_сб, одержимо загальне рівняння погрішності діаметра мотогондоли :

Зборка з базою на зовнішню поверхню каркаса

Метод використається для виготовлення агрегатів або їхніх секцій. При цьому в стапель зборки агрегату встановлюються вузли 1,2, раніше остаточно виготовлені в пристосуваннях з базою на зовнішню поверхню (від обшивання). Базування вузлів виробляється по наявним у стапелі агрегату й літакових вузлів координатно-фіксуючим отворам 3. Установлені цим образом вузли накриваються обшиванням 4, що притискається зусиллями N (мал. 9.8).

Так, наприклад, складається фюзеляж, коли в стапель його зборки по КФО спочатку встановлюється ряд шпангоутів, попередньо виготовлених у складальних пристосуваннях з базою (по рубильниках) по зовнішньому контурі, а потім вони накриваються й скріплюються обшиванням.

У цьому випадку компенсація погрішностей за рахунок установки притисків неможлива, тому що твердість зібраних шпангоутів дуже велика. Більше того, до погрішностей виготовлених шпангоутів додаються погрішності вв'язування стапеля зборки фюзеляжу (об'єкт 1) і пристосування для зборки шпангоута (об'єкт 2), а також погрішності товщини обшивання. Тоді формула (9.9) очікуваної погрішності зборки фюзеляжу прийме вид :

де: δ_пршп - погрішність пристосування для зборки шпангоута;

С_кон (пр. шп. - дет. шп.) - погрішність ув'язування контурів пристосування для зборки шпангоута й установлюваної в ньому деталі (наприклад, профілю) шпангоута;

С_пр(об'єкт1 - об'єкт2) - погрішність взаємного вв'язування між стапелем зборки фюзеляжу й пристосуванням для зборки шпангоута.

Використається також зборка каркаса з базою по рубильниках 1 (мал. 9.8,б), до яких притискаються зусиллями N пояса 2 (нервюр, шпангоутів). Потім пояса з'єднують із іншими деталями каркаса 3, одержуючи жорстку конструкцію. На каркас ставлять обшивання.

Послідовність виконання розрахунку очікуваної точності зборки

При виконанні складальних робіт, коли необхідно з'єднати, наприклад, деталі А и Б, першорядного значення набуває не стільки точність їхніх розмірів, скільки величина неузгодженості цих розмірів або, як говорять, ступінь їхнього вв'язування.

Так, якщо точність виготовлення двох елементів А и Б, що з'єднують між собою у вузол, характеризується їхніми погрішностями виготовлення δ_А та δ_Б , рівними різниці між їх дійсними (А_Д, Б_Д) і номінальними розмірами (А_Н, Б_Н).

то погрішність їхнього вв'язування С_А-Б характеризується різницею погрішностей їхнього виготовлення :

Для зменшення погрішності вв'язування в літакобудуванні широко застосовується принцип зв'язаного виготовлення літакових деталей між собою, а також цих деталей з технологічним оснащенням, Це означає, що, починаючи з першоджерела, на певні (звичайно початкових) етапах виготовлення відбувається однакове нагромадження погрішностей для цих елементів, що не викликає погрішності їхнього вв'язування.

Загальне ж число етапів виготовлення елементів й їхній характер залежать від прийнятої технологічної послідовності, що записується у формі так називаної структурної схеми вв'язування технологічного оснащення.

Наприклад, для еталонно-шаблонового методу вв'язування оснащення структурна схема виглядає :

Для координатно-шаблонового методу вв'язування структурна схема запишеться так:

складального оснащення відповідно на плазі-кондукторі (ПК) і інструментальному стенді (ИС), погрішності яких складаються (по Гауссу) у погрішність виготовленого складального пристосування. Для бесплазового методу вв'язування структурна схема буде виглядати :

Зі структурної схеми треба, що для визначення погрішності виготовлення деталі або пристосування необхідно враховувати (підсумувати по методу Гаусса) погрішності на зв'язаних етапах з погрішностями незв'язаних етапів відповідної галузі структурної схеми. Наприклад, при еталонно-шаблоновому методі погрішність стапеля визначається погрішностями на етапах ТП → КП → ШКС → КШКС → ЭП → КЭ →МЭ → стапель.

При визначенні погрішностей ув'язування деталей між собою або деталі із пристосуванням підсумуються (по Гауссу) погрішності незв'язаних етапів по обох галузях. Наприклад, погрішність ув'язування між стапелем й обшиванням при еталонно-шаблоновому методі визначиться на етапах :

КЭ → пуансон → деталь + КЭ → МЭ → складальне пристосування

При виконанні практичних розрахунків очікуваної точності складальних одиниць (вузлів, агрегатів) студентам варто керуватися наступною послідовністю :

а) відповідно до обраного техпроцессом зборки складається структурна схема вв'язування оснащення, де в одній галузі відбиваються всі етапи одержання (переносу) розмірів для ділянки літакової деталі (поверхня або отвір), точність установки якої варто перевірити при розрахунку (наприклад, зовнішня поверхня обводу шпангоута), а по іншій галузі - етапи одержання складального пристосування, а саме того фіксуючого елемента, наприклад, рубильника, по якому базується згадана деталь.

Структурна схема може також складатися для двох складальних пристосувань (звичайне пристосування для вузла й пристосування для агрегату, куди встановлюється цей вузол) з метою визначення погрішності їхнього вв'язування між собою або двох стикуемих деталей.

Варто врахувати, що описані вище структурні схеми вв'язування оснащення є основними у виробництві літальних апаратів. Однак при виконанні проекту можуть бути використані й інші методи монтажу оснащення (по координатних плитах, за допомогою координатно-оптичних і лазерних систем). Тому при розробці схеми вв'язування студент повинен мати на увазі, що її необхідно скласти конкретно для заданої складальної одиниці й прийнятого методу монтажу оснащення.

б) по таблиці 9.6 визначаються погрішності на всіх етапах одержання розмірів і записуються над стрілками етапів. Наприклад, запис ТП^-0,1 →КП говорить, що на етапі одержання конструкторського плаза з теоретичного плаза з'являється погрішність –0,1 мм.

в) складається таблиця 9.8 по нижчезазначеній формі, куди для кожного етапу переносу розмірів вносяться величини Δ_і, δ_і, а_і та К_і які визначаються по таблиці 9.6.

Таблиця 9.8

№ п/п	Позначення етапу	Технолог-гічний процес	Відхи- лення	δі мм	ξі	Δі мм	аі	Кі	Δі* ξі мм	ξі *δі* аі мм	ξ2і * δ2і*К2 мм2

Далі обчислюються й вносяться в таблицю величини Δ_і* ξ_і , ξ_і *δ_і* а_і, ξ²_і * δ²_і*К², що є складовими частинами формул (9.5) і (9.6).

г) Залежно від обраного методу базування обчислюються погрішність вихідного елемента (базової деталі або складального пристосування), погрішність ув'язування й по відповідній формулі (див.п.9.4) очікувана погрішність зборки.

Так, при базуванні від обшивання для формули (9.9) : погрішність складального пристосування буде становити

δ_пр = Δ_Σпр ± δ_Σпр

де: Δ_Σпр - координата центра групування погрішності пристосування

δ_Σпр - половина поля погрішності (допуску) пристосування.

Їх варто обчислити по формулах (9.5) і (9.6), у які в якості сумуємих компонентів Δ_і* ξ_і , ξ_і *δ_і* а_і, ξ²_і * δ²_і*К² необхідно з таблиці 9.8 взяти величини для етапів, що беруть участь у формуванні погрішності пристосування. Наприклад, для еталонно-шаблонового методу - по етапах ТП → КП → ШКС → КШКС → ЭП → КЭ →МЭ → пристосування; погрішність взаємного вв'язування контурів пристосування й деталі буде С_{кон(пр – дет)} = Δ^±δΣкон_Σкон де величини Δ _Σкон та δ_Σкон розраховуються по формулах (9.5) і (9.6) для незв'язаних етапів по обох галузях структурної схеми. Так, при еталонно-шаблоновому методі для етапів КЭ → пуансон → деталь + КЭ → МЭ → складальне пристосування - погрішність обшивання δ_s варто брати із сортаменту на застосовуваний матеріал.

Приклади розрахунку точності зборки

Приклад 1, завдання:

Потрібно розрахувати очікувану точність зборки фюзеляжу, за умови, що заданий по ТУУ допуск на відхилення його від теоретичного контуру δ_фюз.ТУ = ± 2 мм

Дано : Фюзеляж збирається в стапелі зборкою від каркаса. Як каркас використаються шпангоути, установлювані в стапель із базою на фіксатори КФО. Обшивання - аркуш товщиною S = 2±0,1 мм. У свою чергу шпангоути виготовляються у складальних пристосуваннях (далі - пристосуваннях) з базою по зовнішньому контурі й з фіксацією по КФО.

Стапель являє собою єдину балку із залитими на інструментальному стенді фіксаторами КФО. Пристосування для зборки шпангоута складається з каркаса з фіксаторами КФО, виготовленого на ИС, і знімних рубильників, робоча поверхня яких виконана по зовнішньому контурі шпангоута.

Рішення:

Розрахунок виконаємо за наступною схемою :

- спочатку визначимо з яким допуском повинен бути виготовлений шпангоут у пристосуванні, щоб він, будучи встановленим у стапель і зібраним з обшиванням, забезпечив би погрішність фюзеляжу не більше допуску, заданого по ТУ, тобто ±2 мм;

- далі виконаємо розрахунок очікуваної точності зборки шпангоута в пристосуванні й зрівняємо її з розрахованим вище допуском.

Виходячи із забезпечення заданого допуску на фюзеляж, допуск на зовнішній контур шпангоута повинен скласти

тобто повинен бути зменшений на величину погрішності товщини обшивання δ_s і погрішність ув'язування стапеля й пристосування С_{пр(фюз-шп)}.

Для розрахунку

становимо структурну схему вв'язування оснащення по плазово-инструментальному методу:

елементи виготовлені на відповідному встаткуванні.

По таблиці 9.6 визначаємо погрішності на всіх етапах виготовлення стапеля й пристосування, обчислюємо величини Δ_і* ξ_і , ξ_і *δ_і* а_і, ξ²_і * δ²_і*К² і вносимо цю інформацію в таблицю 9.9.

Таблиця 9.9

Етапи	Відхи-лення	δі мм	ξі	Δі мм	аі	Кі	Δі* ξі мм	ξі *δі* аі мм	ξ2і * δ2і*К2 мм2
ТЧ - ТП	± 0,1	0,1	1	0	0	0	0	0	1*10-2
ТП – КП	-0,1;0	0,05	1	-0,05	0	0	-0,05	0	0,25*10-2
КП – ШМФ	0;+0,1	0,05	1	0,05	0,5	1,4	0,05	0,025	0,46*10-2
ШМФ – рубильник	-0,2;+0,2	0,2	1	0	0,5	1,4	0	0,1	7,84*10-2
ИС → каркас	-0,1;+0,1	0,1	1	0	0,5	1,4	0	0,05	1,96*10-2
ТЧ → Стапель/(ИС)	-0,1;+0,1	0,1	1	0	0,5	1,4	0	0,05	1,96*10-2

Для визначення погрішності вв'язування беремо всі незв'язані етапи. Координату середини поля погрішності вв'язування оснащення обчислимо по формулі (9.5):

Половину поля погрішності вв'язування оснащення визначимо по формулі (9.6) :

Таким чином, призначений допуск на зборку шпангоута складе:

Очікувану точність зборки шпангоута, що збирає в пристосуванні з базою від зовнішнього контуру («від обшивання») визначаємо по формулі (9.9) :

Для розрахунку С_{кон(пр – дет)} = Δ^±δкон_кон становимо структурну схему вв'язування оснащення, де у верхній галузі відіб'ємо етапи виготовлення пристосування, а в нижньої - профілю шпангоута:

По таблиці 9.6 визначимо погрішності на знову, що з'явилися етапах, звівши всю інформацію в таблицю 9.10 (можна продовжити попередню таблицю)

Таблиця 9.10

Етапи	Відхи-лення	δі мм	ξі	Δі мм	аі	Кі	Δі* ξі мм	ξі *δі* аі мм	ξ2і * δ2і*К2 мм2
КП – ОК	-0,1;+0,1	0,1	1	0	0	1	0	0	1*10-2
ОК – ШК	-0,15;0	0,075	1	-0,075	0,5	1,4	-0,075	0,0375	1,1*10-2
ШК – ШГП	0;+0,2	0,1	1	0,1	0,5	1,4	0,1	0,05	1,96*10-2
ШГП – пуансон	-0,2;+0,2	0,2	1	0	0,5	1,4	0	0,1	7,84*10-2
пуансон - профіль	0;+0,5	0,25	1	0,25	0,2	1,2	0,25	0,05	9*10-2

Для визначення погрішності складального пристосування δ_пр беремо всі етапи його виготовлення. Тоді координата середини поля погрішності пристосування, обчислена по формулі (9.5) складе :

Половина поля погрішності пристосування, обчислена по формулі (9.6), складе:

Таким чином, погрішність виготовлення пристосування буде :

Далі розрахуємо погрішність ув'язування контурів пристосування й профілю шпангоута, для чого візьмемо всі незв'язані етапи за структурною схемою. Координата середини поля погрішності вв'язування контурів елементів по формулі (9.5) буде:

а половина поля погрішності вв'язування контурів по формулі (9.6) складе :

Тоді, погрішність ув'язування контурів пристосування й профілю шпангоута буде дорівнює:

Підставляючи знайдені значення погрішностей у формулу (9.9) і прийнявши коефіцієнт притиску К_приж рівних 0.1 (профіль шпангоута притягнемо вісьма притисками до рубильника пристосування) (див.мал.9.8), одержимо шукану очікувану погрішність зборки шпангоута:

Порівнюючи очікувану погрішність із призначеним допуском на зборку шпангоута, дійдемо висновку про правильність ухвалених рішень щодо побудови технологічного процесу, застосовуваній оснащенню й способам її вв'язування.

Приклад 2 : Панель відсіку Ф-5 літака ТУ-204 базується в стапелі зборки відсіку по зовнішньому контурі обшивання на рубильниках 87а, 88 і на каркас шпангоутів 86а й 89. Допуск на відхилення обводу обшивання ±1,0 мм.

При зв'язаному виготовленні деталей і расчетно-плазовом методі вв'язування становимо структурну схему:

Точність виконання аеродинамічного контуру визначиться рівнянням (9.7)

Щоб установити погрішність ув'язування складальних пристосувань для зборки фюзеляжу й шпангоута, використаємо структурну схему

Тоді, допуск на зборку пшангоута одержимо :

Для визначення очікуваної точності зборки шпангоута розраховуємо а) точність СП відповідно до структурної схеми (нижня галузь)

б) погрішність ув'язування

При розрахунку маємо:

З огляду на δ_кл + δ_f + δ_t, = 0.4 δ_{сб ,}К_приж.= 0,1 (при 8 притисках, табл. 9.7) одержуємо

Визначаємо очікувану точність зборки панелі

а) точність пристосування для зборки панелей відповідно до структурної схеми

б) погрішність ув'язування

в) при 11 притисках К_приж = 0,1.

Погрішність зборки панелей відсіку Ф-5 від каркаса шпангоута

Безумовно, у навчальному посібнику немає необхідності розглядати приклади розрахунків точності зборки при всіх методах ув'язування й базування елементів конструкції в складальному пристосуванні. Студенти зобов'язані проявляти ініціативу й самостійно ухвалювати рішення щодо оцінки якості спроектованої ними технологічного оснащення й забезпеченню заданої точності зборки вузлів й агрегатів літака.