ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ СБОРОЧНО-КЛЕПАЛЬНЫ РАБОТ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

м

При проектировании процессов сборки-клепки технолог ДОЛЖбД решить все вопросы, относящиеся К технологической ра з. А работке, т. е. выбрать метод клепки, установить порядок сборки jJ наметить необходимый инструмент, оборудование и приспособления и определить норму времени для работы.

Под методом клепки в данном случае подразумевают как систему клепки (английская, немецкая, простая или потайная), так и вид ее (ручная, пневматическими молотками, прессами). Система клепки в основном зависит от конструкции изделия.

Две основные системы клепки, условно называемые англий­ской (закрытой) и немецкой (открытой), до последнего времени применяли в строго определенных случаях, зависящих от удобства вставления заклепки. При клепке мест, где вставление заклепок за-я труднено (длинные трубы, длинные закрытые профили и т. п.), при-.;’ меняют английскую систему клепки, в открытых местах — немецкую.

При английской системе клепки удар наносят по первичной ro-j ловке заклепки, а поддержку устанавливают под торцом стержня. J Вследствие этого замыкающая головка заклепки образуется под дей — ^ ствием возникающих при ударе сил реакции и вибрации поддержки. ‘I При немецкой системе кленки поддержка находится под закладной головкой, а удар наносят по обжимке, установленной на торце стержня. 1 Так как при английской системе замыкающая головка получается быстрее, чем при немецкой, и применяемый при этом инструмент проще (гладкая поддержка), то английскую систему широко приме­няют также при клепке в открытых местах, когда вставление заклепки не представляет затруднений.

Существенным является необходимость натягивать склепываемые листы. При английской системе листы обычно не натягивают, тогда как при немецкой клепке. можно склепывать с натяжкой и без нее. При немецкой системе клепки пневматическим молотком натягивание приходится делать вручную, если молоток не снабжен специальным приспособлением для натягивания листов; прессы производят натяги­вание листов и затем образуют замыкающую головку. Клепку без на­тягивания можно допускать при склепывании листов небольшой толщины (0,5—1,0 мм), тогда как при склепывании более толстых листов (1,5 мм и выше) желательно их натягивать.

Немецкую систему, дающую более плотное соединение листов, при­меняют для клепки прочно-плотных швов в баках, лодках и поплавках гидросамолетов. ■

Потайная клепка предусматривается конструкцией изделия. Наиболее существенное значение она имеет при установке гладко^ обшивки агрегатов, так как значительно уменьшает вредное сопро тивление самолета.

Основные разновидности потайной клепки следующие:

1, Клепка с зенкованием, для этого отверстия в листе обшивки зен — .уют под потайную головку заклепки (фиг. 278).

— этот способ обеспечивает хорошее качество поверхности шва, но его yjo)KHO п рименять только при склепывании сравнительно толстых листов м(2 1 ,п мм), так как зенкование ослабляет прочность соединения 2.. Клепка со штамповкой лунки под потайную головку в соеди­няемых листах сверлят отверстия и специальным штампом в листах делают лунку для закладной головки (фиг. 279). Если суммарная тол­щина обоих листов невелика, то штампуют их оба вместе. В листах обшивки лунки лучше делать на ( прессе, в каркасе — вручную или одноударным пневматическим мо­лотком. Качество лунки и шва в су значительной мере зависит от точ­ности инструмента. Для клепки по ‘ Лмг 97й „ ..

этому способу у нас применяют ‘ с зенкова^иемКЛЄПКа

заклепки типа ЗГ, а американцы

употребляют заклепки типа ЗУ, но с углом не 90э, а 78° и головкой уменьшенной высоты. Достоинством этого способа является высокая прочность шва, а при употреблении заклепок типа ЗГ — и его плот­ность. Недостатком его является длительность процесса.

2. Клепка с вдавливанием отличается от предыдущего способа JkM’ ч™ УглУбление (лунка) в листах образуется головкой заклепки (фиг. 280). Этот способ клепки отнимает меньше времени, чем все предыдущие, но его можно применять только при склепывании листов

неоольшой толщины (до 1,5 мм).

Фиг. 279. Потайная клепка со штамповкой лунки.

3. Клепка с зенкованием и вдавливанием применяется в тех слу­чаях, когда тонкий лист обшивки приклепывают к толстому подоб — щивочному материалу (стрингерам, нервюрам, шпангоутам), не под­дающемуся штамповке (фиг. 281). При этом лунку в подобшивочном Материале зенкуют, а в обшивочном листе штампуют.

э. Клепка заклепками со специальной закладной головкой. При этом виде клепки применяют заклепки с закладной головкой грибо — °бразной формы (фиг. 282). Заклепку вставляют в просверленное отверстие изнутри и поддерживают, а специальным пуансоном отштам — повывают лунку, причем заклепка выполняет роль матрицы. Затем гладкой обжимкой образуют потайную замыкающую головку. Этот способ требует очень точно калиброванных по длине заклепок.

Фиг. 281. Потайная клепка с зенко-
ванпем и вдавливанием.

Выбор того или иного способа потайной клепки является делом весьма ответственным и решается совместно конструктором и тех­нологом в зависимости от ряда факторов, главнейшими из которых будут следующие: характер конструкции, толщина материала, его марка, степень нагартовки.

Если приходится решать вопрос о применении механизированной или ручной клепки, то безусловно надо применять механизированную. Правда, ручная клепка более универсальна, и иногда в конструкциях встречаются такие места, где нет возможности поставить заклепку иначе как вручную. В таких случаях технолог должен по возможности добиваться соответствующего изменения конструкции.

Выбор инструмента для работы сводится к выбору обжимок, под­держек, дрелей, и молотков. Обжимки как стандартизованный ин­струмент выбирают в зависимости от диаметра заклепки и формы головки ее. Выбор формы поддержки определяется местом клепки; для труднодоступных мест конструируют специальные формы под­держек.

Существенным вопросом является определение веса поддержки для клепки пневматическими молотками на весу-

Минимальный вес поддержки надо брать из расчета 0,06— 0,075 кг на 1 мм* сечения стержня дуралюминовой заклепки и 0,08— 0,09 кг/мм’1 — для стальной. Однако оптимальным в смысле произво-

дительности и качества клепки является значительно больший вес. На фиг. 283 приводится диаграмма Пляйнеса для определения опти­мального веса поддержек, которого и следует придерживаться, если место клепки позволяет применять тяжелую поддержку.

Выбор молотка и дрели определяется, с одной стороны, размерами и материалом — заклепок, с другой — характеристикой инструмента (наибольший диаметр сверления, наибольший диаметр расклепывае­мой заклепки, число ударов или оборотов ит. п.). Доступность места клепки определяет форму инструмента (нормальный, угловой ит. д.).

Возможность применения прессов главным образом зависит от кон­струкции клепаных изделий. Отказ от применения труб и широкое внедрение взамен их открытых профилей, а также соединения элементов конструкций с помощью штампованных и литых узлов, приводит к уменьшению закрытых и полузакрытых швов и облегчает использование прессов. Возмож­ность применения определенного типа пресса для данной работы определяется в основном следую­щими характеристиками пресса: максимальным давлением, разме­рами вылета, высотой станины.

Для клепки плоских конструкций большего размера (крупных шпан­гоутов, лонжеронов, панелей) необходимо итти по пути изго­товления специальных сварных станин портального типа и уста­новки на них нормальных пневмо­гидравлических или пневморычажных клепальных агрегатов.

При сборке в приспособлениях надо применять ручные клепаль­ные прессы, например, типа ПР-2, ПР-3, или навесные пневморычаж — ные прессы, наряду с клепальными молотками. Последние трудно заменить при работах такого рода, как клепка при установке обшивки на собранных каркасах агрегатов.

Порядок сборки определяется в главнейших своих чертах конструк­цией узла или агрегата, однако даже в пределах одной определенной конструкции он может видоизменяться. Порядок сборки и ее органи­зация влияют в очень большой мере на цикл сборки отдельных частей самолета. Здесь необходимо остановиться на так называемой диферен — цированной, или «секционной» сборке. Под диферепцированной сбор­кой понимают такой метод, когда сборку агрегата выполняют путем предварительного соединения входящих сборочных единиц в сравнительно крупные «секции», которые затем остается соединить между собою для получения агрегата. Если мы имеем дело не с агрегатом, а с узлом (комплексной деталью), то в нем необходимо

н качестве секций выделить какие-то подузлы, пары, которые можа*7 было бы собрать предварительно. Например, допустим, нужно про-Г извести сборку шпангоута, состоящего из 4 профилей, изогнутых по форме фюзеляжа и имеющих просечки для прохода стрингеров,

4 лонжеронных коробочек, соединяющих профили между собой и слу­жащих для скрепления шпангоута с лонжеронами, ряда стрингер­ных коробочек, приклепываемых к профилям, и какого-то кронштейна внутреннего оборудования (на верхнем профиле).

Не входя в рассмотрение технологии работы, можно, однако, установить возможность сборки шпангоута двумя способами. Первый будет состоять в том, что все детали будут последовательно установ­лены в приспособлении, зафиксированы и склепаны.

Второй, «секционный», способ сборки будет заключаться в выделе­нии из общей сборки шпангоута ряда подсборок, именно — сборку профилей со стрингерными коробочками будут проводить заранее, а в общесборочном приспособлении останется только поставить 4 лон­жеронных коробочки и кронштейн. Если верхний и нижний, а также левый и правый профили совершенно симметричны, то все 4 профиля можно собирать в двух приспособлениях. Процессы сборки профилей и сборки шпангоута можно вести теперь параллельно, и цикл сборки шпангоута теперь определится циклом наиболее длинного из этих процессов, но во всяком случае станет значительно короче, чем при первом способе сборки.

Обычное конструктивное строение металлического фюзеляжа мо­нокок предусматривает такие сборочные единицы, как шпангоуты, лонжероны, стрингеры, окна, двери, рамы поперечной жесткости, обшивку и т. п. Неразъемный фюзеляж при сборке его в приспособ­лении (стапеле) требует много времени, так как фиксации и сборке подлежит большое число мелких частей. Это усложняет и приспо­собление. Отходя от обычного конструктивного деления и пользуясь тем, что лонжероны и стрингеры обычно не цельные, а составные, можно выполнить сборку фюзеляжа по частям (носовая, средняя, хво­стовая) в отдельных приспособлениях с тем, чтобы в общем стапеле провести лишь стыковку собранных частей. Далее, хвостовую часть можно разбить еще на ряд секций. Например, мы могли бы (если это позволяет конструкция) разделить его на следующие секции:

1) основная часть каркаса, состоящая из ряда усиленных шпан­гоутов и лонжеронов;

2) боковые щитки, состоящие из боковых частей нормальных шпангоутов, стрингеров и листов обшивки;

3) верхний и нижний щитки, состоящие из верхних и нижних частей шпангоутов, стрингеров и обшивки;

4) верхняя часть киля.

В главном стапеле собирают основные шпангоуты с лонжеронами. Затем туда подают собранные отдельно щитки и прочие детали и про­водят только стыковку их с каркасом.

На фиг. 284—286 приведены для иллюстрации стапели для сборки хвостовой части при недиференцированном и диференцированном

•еронсв; 3-фиксаторы килевой Салки.

методе сборки. Стапель старой конструкции (фиг. 284) сложнее, затрудняет доступ к работе и занимает больше места, чем новый стапель для общей сборки (фиг. 285).

Наличие отдельных приспособлений для сборки боковин, низа и верха, аналогичных по конструкции с показанным на фиг. 286 позволяет значительно увеличить фронт работы и тем сократить цикл сборки.

Возможно, что такое разделение потребует некоторого конструк­тивного изменения (например, перенесения мест стыков), и во всяком случае потребуется оформление чертежами этих новых конструктив’ но-сборочных единиц.

Фиг. 286. Общесборочпое и обшивочное приспособление для сборки хвостовой части фюзеляжа (новая конструкция).

/—домкрат; 2—траверса; 3—труба; 4—стойка передняя; 5—стойка задняя; 6—угольник для скатывания; 7—швеллер; S—деревянная балка (окованная); подставка (усиливающая); 10— замок нижний; 7 7—рубильник, фиксирующий обвод; 72—тележка для ската; 13—скоба; 11— передняя откидная рама, с фиксаторами разъема; 15—фиксатор колонны киля; 16—разъемный фланец; 17—хомут (усиленный).

Хорошим примером диференцированной сборки является сборка центроплана самолета ДС-3. На фиг. 287 показана схема сборки. Как видно из схемы, одновременно (параллельно) собирают пять состав­ляющих центроплан секций: носок, передняя, задняя и хвостовая части и мотогондолы. Затем часть из них собирают предварительно между собою и наконец все соединяют в стапеле окончательной сборки.

Какие же преимущества даст такая секционная сборка? Она позво­лит сократить цикл за счет параллельного ведения сборки, за счет увеличения одновременно работающих на сборке рабочих, за счет специализации рабочих. Кроме того, упрощаются и удешевляются сбо­рочные приспособления, уменьшается количество главных сборочных приспособлений, занимающих большую площадь, так что получится экономия и на производственной площади цеха. Правда, появляется

необходимость в увязке между собою приспособлений для сборку секций и общесборочного, повышаются требования к взаимозаменяе мости деталей, но это только способствует изжитию кустарных метоп дов работы, повышает культуру производства. Наконец, секционна сборка позволяет наиболее легко и правильно осуществить насборк поток.

Для уменьшения трудоемкости и цикла сборочно-клепальных про[ цессов при проектировании технологии необходимо:

1) выделять подсборки из общей сборки комплекта или агрегата;,

2) устранять разметку при сборке;

Фиг. 287. Схема сборки центроплана самолета ДС-3.

3) сокращать или устранять полностью контрольную клепку;

4) выделять рядовое сверление, поручая его отдельным рабочим и передавая на сверлильные станки;

5) выделять рядовую клепку, поручив ее отдельным рабочим, при­менив для этого прессы и автоматы;

6) применять принципы поточной сборки, хотя бы в элементар­ном виде.

Выделение подсборок сокращает цикл общей сборки вследствие возможности вести параллельно работы, упрощает глав­ное сборочное приспособление, дает возможность поручать работу менее квалифицированным рабочим и создает условия для использо­вания прессов и автоматов. Кроме того, при" выделении подсборок для общей сборки требуются мелкие и простые приспособления, что облегчает получение взаимозаменяемых деталей; если и приходится подгонять детали, то это выполняют не в главном приспособлении, а в простых подсборочных приспособлениях.

Устранение разметки весьма важно, так как значи­тельно сокращает время работы высококвалифицированных сборщи­ков. Чтобы избежать разметки, можно, во-первых, подавать на сборку детали с нанесенными на них разметочными кернами для сверления. Хотя этим устраняют разметку, но приходится прибегать к дополни­тельной фиксации собираемых деталей.

Второй способ состоит в применении «ведущих» и «контрольных» отверстий. Отверстия сверлят по точным, согласованным шабло­нам. чтобы они совпадали. По этим отверстиям детали устанавли­вают, скрепляют временно зажимами или струбцинами, а затем через ведущие отверстия в обеих деталях просверливают отверстия требующегося диаметра.

Фиг. 288. Шаблон для клепки на автомате. 7—шаблон; 2—натяжка; 3— обжимка; 4—пробойник.

Наконец, для устранения разметки отверстия можно сверлить по кондукторам, которые лучше всего обеспечивают точность расположе­ния и правильность отверстий, уменьшают брак из-за сверления и спо­собствуют получению точных и красивых швов. [23]

1 — кондуктор; 2 — натяжка; 3 — обжимка; 4 — пробойник.

просверливания отверстий перед постановкой прокладок и клепкой j их снимают. В других случаях контрольные заклепки остаются. 1 Вследствие этого замена контрольных заклепок какими-либо зажи* мами (пружинные фиксаторы, контрольные болтики или винты) дает! тем больший эффект, чем быстрее происходит зажимание. В этом отно-1 шении наибольшего внимания заслуживает пружинный фи к — с а т о р, так как высококвалифицированный сборщик устанавливает и фиксирует детали, просверливает контрольные отверстия и ставит фиксаторы. После этого рядовые отверстия может сверлить подруч. ный. Благодаря этому стоимость работы снижается.

Выделение рядового сверления и клепки представляет применение к сборочно-клепальным работам принципа разделения труда. При сборке крупных агрегатов рядовое сверление отверстий можно поручать отдельной бригаде сверловщиков. В некото­рых случаях отверстия возможно сверлить вне стапеля; это увеличи­вает пропускную способность стапеля и ускоряет сверление, так как дает возможность применить специальный сверлильный станок.

Рядовую клепку имеет смысл выделять, чтобы специализировать рабочих на выполнении определенных работ, а также чтобы можно было применить для клепки прессы, полуавтоматы и автоматы.

Основной формой организации клепально-сборочных работ в серийном самолетостроении является поточная сборка.

Остановимся несколько подробнее на порядке разработки техно­логического процесса поточной сборки.

В соответствии с предварительно разработанной общей схемой сборки технолог устанавливает прежде всего, какие узлы и детали должны поступить на сборку. Затем разрабатывает пооперационно и попереходно весь процесс сборки. Разработка начинается с установ­ления порядка соединения отдельных узлов и деталей между собой. Этот порядок зависит от выбора базисных поверхностей; выбор баз является весьма ответственным моментом проектирования процесса, так как от правильности выбора зависит как последовательность сое­динения отдельных деталей, так и удобство работы и, главное, полу­чаемая взаимозаменяемость изделий. Выбранные базы определяют конструкцию приспособлений, поэтому схема сборочного приспособле­ния намечается уже при проектировании процесса. Базами при сбо­рочных работах являются: 1) отверстия всякого рода узлов, служащие для соединения элементов конструкции, 2) наружные поверхности деталей (поверхности труб и профилей, обводы нервюр, шпангоутов), 3) специально сделанные в деталях отверстия.

Операция при сборке представляет объем работы, выполняемой одним или двумя рабочими (сборщик и подручный), по установке одной или нескольких одинаковых деталей. Для каждой операции определяют необходимые инструменты, приспособления, норму вре­мени и разряд работы. После того как процесс составлен в таком виде, т. е. разработаны все операции в их возможной последователь­ности с указанием необходимого оснащения и нормы времени, произ­водят подбор операций, которые могут быть выполнены одним или

[

группой раоочих в соответствии с основными положениями органи­зации поточной сборки, уже изложенными в курсе «Организация производства».