www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
И.М.Колганов, В.В.Филиппов
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СБОРОЧНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ,
ПРОЧНОСТНЫЕ РАСЧЕТЫ, РАСЧЕТ ТОЧНОСТИ СБОРКИ
Рекомендовано Учебно-методическим объединением
высших учебных заведений Российской Федерации по образованию
в области авиации, ракетостроения и космоса в качестве учебного
пособия для студентов, обучающихся по направлению подготовки
дипломированных специалистов 652100 -Авиастроение
Ульяновск 2000
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
УДК 629.73.002.2(075)
ББК 39.53 я73
К 60
Рецензенты: кафедра «Производство летательных аппаратов»
Самарского государственного аэрокосмического
университета имени академика С.П. Королева
и д-р техн, наук, профессор Барвинок В.А.;
д-р техн, наук, профессор В.И. Ершов
Колганов И.М., Филиппов В.В.
Проектирование приспособлений, прочностные расчеты, расчет
К 60 точности сборки: Учебное пособие. - Ульяновск: УлГТУ, 2000. - 99 с.
ISBN 5-89146-150-1
Рассмотрены вопросы проектирования сборочных приспособлений, их структура,
конструктивно-силовые схемы и компоновка. Приводится порядок прочностных рас-
четов и расчета точности сборки.
Пособие написано в соответствии с программой дисциплин «Технология сборки
самолетов» и «Технологическое обеспечение сборочных производств», предназначено
для студентов дневной и вечерней форм обучения при выполнении практических заня-
тий, при курсовом и дипломном проектировании, может быть полезным для техноло-
гических служб авиационных предприятий.
УДК 629.73.002.2(075)
ББК 39.53 я73
ISBN 5-89146-150-1
© И.М. Колганов, В.В. Филиппов, 2000
© Оформление. УлГТУ, 2000
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
3
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ................................................... 5
Условные обозначения и сокращения, принятые в работе.......... 6
ВВЕДЕНИЕ...................................................... 7
1.	ЭЛЕМЕНТЫ СБОРОЧНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ, ИХ СТРУКТУРА,
ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ ТРЕБОВАНИЯ...................................... 8
1.1.	Назначение и классификация сборочных приспособлений.... 8
1.2.	Структура и элементы сборочных приспособлений........ 10
1.3.	Анализ конструктивно-силовой схемы сборочных приспособлений ...	14
1.4.	Требования, предъявляемые к сборочным приспособлениям.	14
2.	ТЕРМИНОЛОГИЯ, ПРИНЯТАЯ В ПРОЦЕССАХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
И ИЗГОТОВЛЕНИЯ СБОРОЧНОЙ ОСНАСТКИ......................... 17
2.1.	Терминология технологических отверстий................ 17
2.2.	Терминология методов и элементов процесса сборки узлов и
агрегатов................................................ 19
2.3.	Терминология сборочной оснастки....................... 21
3.	РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ (ТЕХНИЧЕСКОГО
ЗАДАНИЯ) НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ СБОРОЧНОЙ ОСНАСТКИ..............	22
3.1.	Методы сборки узлов и агрегатов....................... 22
3.2.	Исходные данные для проектирования СП................. 26
3.3.	Порядок разработки технических условий (технического задания) ...	27
4.	ЭТАПЫ И ПОРЯДОК ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
ОСНАЩЕНИЯ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ................................ 28
5.	НАГРУЖЕНИЕ И ДЕФОРМАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ СБОРОЧНЫХ
ПРИСПОСОБЛЕНИЙ............................................ 32
5.1.	Действующие нагрузки и допущения при расчетах......... 32
5.2.	Допустимые деформации элементов сборочных приспособлений 	35
5.3.	Соотношение допустимых деформаций и напряжений........ 39
5.4.	Распределение нагрузки по элементам приспособления.... 40
6.	РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СБОРОЧНОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
НА ЖЕСТКОСТЬ.............................................. 44
6.1.	Порядок прочностных расчетов сборочных приспособлений.	44
6.2.	Расчет на жесткость продольных балок.................. 45
6.3.	Подбор сечений рам (балок) по расчетным нагрузкам..... 54
7.	РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СБОРОЧНОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
НА ПРОЧНОСТЬ ............................................. 54
7.1.	Расчет колонн......................................... 54
7.2.	Расчет фиксирующих элементов.......................... 59
7.3.	Расчет элементов крепления кронштейнов................ 59
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
4
8.	ЗАВЕРШЕНИЕ РАБОТЫ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ................................................ 60
9.	РАСЧЕТ ОЖИДАЕМОЙ ТОЧНОСТИ СБОРКИ СБОРОЧНОЙ
ЕДИНИЦЫ (УЗЛА, АГРЕГАТА)...................................... 62
9.1.	Требования по точности, предъявляемые к планеру летательного
аппарата................................................. 62
9.2.	Основные понятия и формулы расчета..................... 68
9.3.	Производственные погрешности........................... 71
9.4.	Влияние метода базирования на точность сборки.......... 74
9.5.	Последовательность выполнения расчета ожидаемой точности
сборки...................................................... 79
9.6.	Примеры расчета точности сборки........................ 82
Приложение 1. Техническое задание на проектирование нестандартного
оборудования для узловой сборки /образец/ .................... 88
Приложение 2. Техническое задание на разработку конструкторской
документации специализированного оборудования
/образец/..................................................... 90
Приложение 3. Конструктивные схемы и компоновка сборочных приспо -
соблений для сборки самолетных конструкций.................... 93
Приложение 4. Элементы технологического оснащения, включенные в
стандарты предприятия......................................... 97
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК...................................... 98
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
5
ПРЕДИСЛОВИЕ
Для удовлетворения требований, предъявляемых к самолетным конструк-
циям, необходимы не только рациональная конструкция, обеспечивающая высо-
кую технологичность и работоспособность, но и возможность ее осуществления в
производстве с заданной точностью. Современные требования сертификации
авиационной техники вызывают необходимость поиска оптимальных и эконо-
мичных процессов сборки, разработки новых конструкций сборочных приспо-
соблений, расширения механизации и автоматизации выполнения соединений как
при узловой, так и при агрегатной и общей сборке. Выход отечественного авиа-
строения на производство широкофюзеляжных самолетов, что привело к увели-
чению габаритных размеров и самолета, и элементов конструкции планера при
малой их жесткости, обусловило необходимость разработки специальных средств
и методов фиксации элементов конструкции в сборочных приспособлениях в
процессе выполнения сборочных работ, превратило сборочные приспособления в
сложные инженерные сооружения.
В условиях сегодняшней экономики, когда стоимость производственных
площадей и топливо-энергетических затрат значительно возросла, и их доля в се-
бестоимости изготовляемой продукции машиностроения, тем более изделий
авиакосмической техники, превысила ранее установившиеся в мировой практике
критерии, вопросы проектирования средств технологического обеспечения сбо-
рочных работ приобрели особую актуальность.
В данном учебном пособии рассматриваются вопросы конструкции сбо-
рочных приспособлений, принципы их проектирования и прочностных расчетов,
методы обеспечения заданной точности их изготовления и расчета точности
сборки узлов и агрегатов самолетных конструкций. Изложенные в учебном посо-
бии материалы будут полезны конструкторам и технологам предприятий авиаци-
онной промышленности при разработке стапельно-сборочной оснастки и ее изго-
товлении.
Авторы считают своим долгом выразить искреннюю признательность кол-
лективу отдела клепально-сборочных работ АО «Авиастар» за предоставленную
возможность использования результатов их разработок.
Особую благодарность выражают рецензентам профессору, доктору техни-
ческих наук В.А.Барвинку и коллективу кафедры «Производство летательных
аппаратов» Самарского государственного аэрокосмического университета им.
академика С.П.Королева и доктору технических наук профессору В.И.Ершову за
ценные советы и замечания при подготовке учебного пособия к изданию.
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
6
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В РАБОТЕ
КП, КР, ВКР - курсовой проект, курсовая работа, выпускная
квалификационная работа;
ёЛА - допуск на обводы летательного аппарата;
ёсб - погрешность сборки;
Зпр - погрешность сборочного приспособления;
ёр - суммарная погрешность изготовления обводообразующих
фиксаторов (рубильников и ложементов);
ёуст - погрешность установки;
ёбаз - погрешность базовой детали;
- длина балки между опорами;
f - прогиб (деформация) балки;
адоП s У доп  допустимые нормальные напряжения и прогиб;
J - момент инерции поперечного сечения балки;
Е - модуль упругости первого рода;
Рпн’Ркр)?Расч  соответственно постоянная, переменная и расчетная
действующие нагрузки;
М - масса элементов конструкции приспособления;
кт - коэффициент, определяющий степень нормализации и унификации
приспособлений;
ТЧ, АЗТЧ - теоретический и аналитически заданный теоретический чертеж;
ТП,КП - теоретический и конструктивный плаз;
ТО - технологическое оснащение;
СП,УСП - сборочное и универсально-сборочное приспособление;
КИО - контрольно-испытательное оборудование;
НЭ.НСП - несущий элемент и несущая система приспособления;
£Э, БСП - базовый элемент и базовая система приспособления;
ЗЭ,ЗЭП - заливочный элемент и зажимный элемент приспособления;
УЭ, ВЭ - установочный и вспомогательный элемент приспособления;
ИС - инструментальный стенд;
СЗУ,СПА - сверлильно-зенковальная установка и сверлильно-
пневматический агрегат
ТУ, ТЗ, ГТ - технические условия, техническое задание, технологические
требования;
ДТМ,МУ - директивные технологические материалы и методические указания;
СО,ОСБ - сборочное (стыковочное) отверстие и отверстие под стыковой болт;
БО,ФО,КФО,УФО - базовое, фиксирующее, координатно-фиксирующее
и установочно-фиксирующее отверстие;
ОСТ,СТП - отраслевой стандарт, стандарт предприятия;
УАПК,АО - Ульяновский авиационный промышленный комплекс,
акционерное общество
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
7
ВВЕДЕНИЕ
В учебном процессе подготовки бакалавров по направлению «Авиа- и раке-
тостроение» появилась необходимость введения кроме традиционного курса
«Технология сборки самолетов» дисциплины «Технологическое обеспечение
сборочных производств» с выполнением курсового проекта, связанного с проек-
тированием средств технологического оснащения (ТО) сборочных работ. После-
дующее сокращение объема аудиторной учебной нагрузки по учебному плану
подготовки бакалавров привело к необходимости замены курсового проекта на
курсовую работу. Однако в объеме курсовой работы проработать какое-либо ос-
нащение сборочных процессов практически невозможно. Поэтому без методиче-
ского обеспечения процесса проектирования средств ТО у студентов возникают
значительные затруднения в работе.
Предлагаемое учебное пособие предусматривает самостоятельную работу
студента по разработке вопросов курсового проекта (курсовой работы) как по
дисциплине «Технологическое обеспечение сборочных производств», являющей-
ся основной по технологической подготовке выпускаемых по направлению
«Авиа- и ракетостроение» бакалавров, так и при курсовом проектировании по
технологии сборки самолетов, что предусматривает учебный план инженерной
подготовки студентов по специализации 130103 «Технология производства само-
летов».
Введение в учебный процесс с 2000 года нового Государственного общеоб-
разовательного стандарта подготовки дипломированных специалистов по на-
правлению 652100 «Авиастроение» специальности «Самолето- и вертолетострое-
ние» в еще большей степени повышает ответственность вуза за подготовку вы-
пускаемых специалистов. Решение вопросов оснащения сборки самолетов во
многом определяет производственно-экономические показатели предприятия, а
потому студенты обязаны иметь как прочные знания, так и навыки проектирова-
ния стапельно-сборочной оснастки.
В учебном пособии приводится частично лекционный материал, что обес-
печит работу студентов при проектировании средств ТО, ряд технических харак-
теристик применяемого при этом оснащения, примеры расчета ожидаемой точно-
сти сборки, табличные значения имеющихся производственных погрешностей.
Впервые сделана попытка обобщить введенную в последние годы коллек-
тивами НИИ и предприятий терминологию, используемую при разработке и изго-
товлении сборочных приспособлений.
Учебное пособие может использоваться преподавателями и студентами при
проведении практических занятий по выше указанным учебным дисциплинам, а
также при дипломном проектировании студентов, специализирующихся по тех-
нологии производства самолетов. Будет полезным для работников инженерно-
технологических служб авиационных предприятий.
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
8
1.	ЭЛЕМЕНТЫ СБОРОЧНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ, ИХ
СТРУКТУРА, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1.	Назначение н классификация сборочных приспособлений
Сборочные приспособления (СП) - устройства, обеспечивающие необхо-
димое расположение, фиксацию и соединение сборочных единиц и входящих в
них деталей с заданной точностью и требующейся жесткостью собираемой кон-
струкции. Сборочные приспособления, используемые для сборки узлов и агрега-
тов летательных аппаратов (ЛА), принципиально отличаются от СП общего ма-
шиностроения, обеспечивающих удобство расположения деталей относительно
друг друга, противодействие усилиям резания с целью сохранения сборочного
положения [1,2].
Применяемые для сборки ЛА СП представляют сложную пространствен-
ную конструкцию высокой жесткости - основное технологическое оснащение
(ТО) сборочных работ. Повышение требований к точности сборки, необходимо-
сти повышения производительности с ростом габаритов и тоннажа машин приве-
ли к усложнению СП, превращению их в сложные инженерные сооружения, осо-
бенно на агрегатной и общей (окончательной) сборке, что определило их конст-
руктивные особенности и классификацию [3].
Сборочные приспособления принято классифицировать по двум основным
признакам:
технологическому - в зависимости от назначения СП, вида выполняемых
соединений и операций, вида сборочной единицы;
конструктивному - в зависимости от конструктивно-силовой схемы и
других конструктивных особенностей: стационарные, неразъемные, поворот-
• ныеит.д.
С точки зрения универсальности все СП можно разделить на три категории:
1	.Универсальные (УСП), выделяемые иногда в тип сборно-разборных [1].
Для сборки самолетных конструкций их почти не удается использовать;
2	.Специальные - для сборки конкретной сборочной единицы: гермокабины,
отсека фюзеляжа, лонжерона, окончательной сборки узла или агрегата;
3	.Специализированные (групповые) - для сборки однотипных по конструк-
тивно-технологическим признакам сборочных единиц; состоят почти полностью
из стандартизованных и нормализованных элементов. Такие СП широко исполь-
зуются для сборки шпангоутов, нервюр и т.п.
По назначению, в зависимости от выполняемых сборочных работ раз-
личают :
1	.Приспособления для узловой сборки, в которых производят сборку, на-
пример, лонжеронов, нервюр, панелей, рулевых поверхностей, средств механиза-
ции и т.д.
2	.Приспособления для агрегатной сборки - стапели для сборки крыла, фю-
зеляжа, оперения и т.п., их отсеков и секций.
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
9
Как первая, так и вторая группы СП могут быть:
1	.Операционными - ведется, например, комплектация узла или агрегата, ус-
тановка входящих деталей и их соединение средствами крепежа, сверление, гер-
метизация, испытания и т.п. Находят применение и целесообразны при серийном
и крупносерийном производстве;
2	.Универсальными - ведется сборка объекта (лонжерона, киля, отсека фю-
зеляжа и т.п.) от начала до конца. Широко используются при мелкосерийном
производстве.
По признаку узкоцелевого иазиачеиия [4], что определяют технические
условия (ТУ) на проектирование СП, выделяют :
1	.Собственно сборочные приспособления;
а)	для сборки-клепки, выполнения болтовых соединений;
б)	для сборки-склейки;
в)	для сборки-сварки.
2	.Разделочно-стыковочные стапели (стенды),
3	.Специализированные;
а)	для отстыковки и балансировки агрегатов;
б)	для отработки кинематики навесных агрегатов;
в)	нивелировочные стенды;
г)	сборочно-монтажные (внестапельные рабочие места);
д)	контрольные (контроль обводов) или контрольно-испытательные.
4	.Транспортно-подъемные - средства подъема изделий; рамы крепления
панелей на клепальном автомате; тележки для внестапельной сборки; стыковки;
приспособления конвейерных линий и т.п.
По конструктивным и эксплуатационным признакам, использованию
СП могут классифицироваться :
1	.Сборно-разборные;
2	.Неразъемные (сварные, клепаные);
3	.Стационарные, передвижные (переносные);
4	.Поворотные;
5.Операционные и многооперационные;
6	.Комплектовочные;
7	.Комбинированные.
Приведенная классификация говорит о многообразии вариантов СП в зави-
симости от решаемых ими технологических задач, что определяет их структуру и
состав конструктивных элементов.
В	производственных условиях обычно СП рассматривают как стапельно-
сборочную оснастку, выделяя;
приспособления для узловой сборки, в том числе для сборки панелей;
приспособления для сборки секций;
приспособления для сборки отсеков, агрегатов;
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
10
стенды для комплектации секций, отсеков;
стенды для стыковки и отработки агрегатов;
разделочные стенды;
настилы к приспособлениям, стапелям и стендам.
1.2.	Структура и элементы сборочных приспособлений
По своей структуре, вне зависимости от рассмотренных классификацион-
ных групп, типовые СП состоят из пяти характерных групп элементов [5]:
1.Несущие (каркасные) - силовая часть СП, гарантирующая жесткость
конструкции и неизменность положения сборочных баз. Несущие элементы (НЭ)
или несущая система приспособлений (НСП) включают (рис. 1.1) :
а)	каркасы и их элементы - колонны, стойки, балки и т.д.;
б)	фундаментные плиты, основания, кронштейны соединительные и опор-
ные и т.п.
2.Фиксирующие (базовые) элементы (БЭ) или базовая система приспособ-
лений (БСП) определяют положение собираемых элементов конструкции и их
расположение относительно конструктивных осей изделия. В эту группу входят
ложементы и рубильники, определяющие, в основном, аэродинамические обводы
объектов сборки; фиксаторы стыка, точек навески элементов механизации; упоры
и т.п.
3.Установочные элементы (УЭ) - связующие звенья между фиксирующи-
ми и несущими элементами. В их состав входят стаканы, вилки или заливочные
элементы (ЗЭ).
4.3ажнмиые элементы (ЗЭП) - обеспечивают надежность фиксации уста-
навливаемых элементов конструкции в заданном чертежом положении.
5.Вспомогательные элементы (ВЭ) - предназначаются для создания нор-
мальных условий работы на СП и повышения производительности труда. К ним
относятся системы:
а)	обслуживания (рабочие площадки, лестницы, стремянки и т.п.);
б)	передвижения (транспортные тележки, колесные опоры, ленточные кон-
вейеры и т.д.);
в)	механизации (привод подвижных частей приспособлений, спецустановки
для сверления и клепки: С ЗУ, пневмоскобы, СПА и др.);
г)	электроснабжения - электропривод, пневмо-гидромагистрали, по кото-
рым подается энергия;
д)	контроля правильности положения контура и разъемов - реперные, кон-
дукторы КФО, эквидистантные шаблоны и т.п.;
е)	хранения - оргоснастка, стеллажи, спецплощадки и т.п.
Каркасы не имеют непосредственного контакта с собираемыми элементами
сборочной единицы. Это дает возможность для расширения унификации и стан-
дартизации. Они характеризуют конструктивную схему СП, которая определяется
Типовая схема сборочного приспособления
1 - объект сборки; 2 - колонна; 3 - основание; 4, 5 - верхняя и нижняя балки; 6 - плита стыка; 7 - плита-
фиксатор; 8 - рубильники; 9 - ложементы; 10 - установочные элементы (стаканы); 11 - заливочные элементы;
12 — блоки колонн каркаса; 13 — прижимы; 14 — стоика; 15 — лестница; 16 — рабочая площадка -
Рис.1.1
'.vokb-la.spb.nl - Самолёт своими р;
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
12
составом элементов каркаса и их компоновкой. Конструктивные и компоновоч-
ные схемы СП, элементы их конструкции представлены на рис. 1.2 и в приложе-
нии 3.
Конструктивные схемы и компоновка элементов
сборочных приспособлений
1 .Портального типа
2.Консольного типа
3. Рамные	4.Безбалочные
5. Многобалочные
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
13
б.Эстакадного типа
7. Стойки
8.Установочные элементы.
^Элементы подъема ложементов и рубильников
1 - колонны; 2 - основания; 3 - балки; 4 - стойки; 5 - кронштейны;
6 - рубильники; 7 - стаканы; 8 - заливочные элементы; 9 - стапельные плиты;
10 - ложементы; 11 - механизм поворота; 12 - механизм подъема ложементов
и рубильников; 13 - фундаменты.
Рис. 1.2
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
14
1.3.	Анализ конструктнвно-силовой схемы сборочных приспособлений
Приведенные компоновки СП (см.рис.1.2) показывают, что приступить к
проектированию приспособления в учебном проекте можно будет лишь, произ-
ведя анализ существующих конструктивных схем как по альбомам оснастки [2],
так и по разработанным на базовом предприятии. Для студентов специально-
сти «Самолете- и вертолетостроение», обучающихся в Авиационном филиале
УлГТУ, основой такого анализа являются аналоги и прототипы сборочных при-
способлений, используемых на АО «Авиастар», материалы по которым они под-
бирают во время прохождения производственных практик и при проведении ла-
бораторных работ по технологии сборки самолетов.
Поскольку учебное пособие используется как при курсовом, так и при ди-
пломном проектировании, анализ конструктивно-силовой схемы рассматривается
применительно к СП и узловой, и агрегатной сборки. При этом оцениваются :
назначение СП согласно классификации (операционные, общей сборки,
комплектовочные и т.п.);
конструктивные особенности каркаса (портальной, консольной схемы, ста-
ционарные или перемещаемые и т.д.), т.е. определяется тип СП по его конструк-
тивной схеме;
состав колонн, стоек, балок, установочных и фиксирующих элементов, сте-
пень их унификации и нормализации, т.е. возможности использования в других
аналогичных СП;
параметры сечений элементов каркаса, используемых на АО «Авиастар»
аналогичных СП, их рациональность с позиций оптимальности по металлоемко-
сти, жесткостным характеристикам, видам крепления между собой;
виды целесообразных прижимов, их количество; метод базирования эле-
ментов конструкции объектов сборки, их влияние на обеспечение заданной точ-
ности сборки.
Проведенный анализ позволит более эффективно разработать технические
условия (ТЗ) на проектирование СП и точнее определить расчетную схему; уста-
новить оптимальные конструктивные параметры приспособления, каковые не бу-
дут определяться расчетом.
Студент на базе такого анализа имеет возможность решить вопрос повыше-
ния степени унификации и нормализации СП, доведя этот параметр до возможно-
го показателя Ксн = 0,85...0,9, что характерно для оптимальных конструкций
экономически выгодных приспособлений авиационной отрасли.
1.4.	Требования, предъявляемые к сборочным приспособлениям
1.4.1.	Общие и технологические требования
Основными требованиями к СП, обеспечивающими их функциональное на-
значение являются:
обеспечение заданной точности сборки изделия в соответствии с ТУ, что
определяет точность изготовления самого приспособления;
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
15
постоянство заданных размеров и положения базовых поверхностей (сбо-
рочных баз) при изменении условий в течение всего периода эксплуатации;
необходимая жесткость с целью сохранения точности в течение всего пе-
риода эксплуатации между регламентными осмотрами и ремонтами;
удобное положение деталей, узлов при сборке, их однозначная фиксация с
возможностью расширения механизации и автоматизации сборки и экономии
производственных площадей;
снижение металлоемкости при заданной жесткости и экономичность в из-
готовлении;
минимальное количество подгонок, промеров, разметок и т.п. при точном
выполнении технологии сборки;
возможность и простота контроля размеров и форм, точности сборки;
возможность выполнения всех необходимых технологических процессов, в
том числе закладки собираемых элементов и выемки готовых изделий из оснаст-
ки, с учетом места установки оснастки, высоты задания и грузоподъемности
верхнего транспорта;
соблюдение принципа единства и постоянства баз и осей для построения
всего комплекса оснастки по каждому агрегату и всему самолету;
технологичность оснастки изготовления деталей и сборочных единиц ста-
ночным оборудованием и монтаж ее универсальными средствами;
обеспечение температурной компенсации;
максимальное использование стандартизованных элементов;
введение конструктивных элементов, обеспечивающих рациональный
монтаж;
соответствие требованиям технической эстетики, государственным стан-
дартам и другим нормативам;
простота обеспечения потребными видами энергоснабжения;
соблюдение требований безопасности работ при высокой их производи-
тельности.
К конкретным СП, в зависимости от их назначения, предъявляется ряд спе-
цифических требований, определяемых особенностями собираемых изделий, что
указывается в ТУ (ТЗ) на проектирование (по точности, методам базирования,
степени нормализации и т.п.).
1.4.2.	Конструктивные требования
Основными из конструктивных требований являются :
каркас оснастки должен обеспечивать удобные подходы при работе и дос-
таточные зазоры при закладке собираемых элементов и выемке собранных изде-
лий, обеспечивая его максимальную жесткость и минимальную металлоемкость;
стаканы для заливки вилок, кронштейнов и других фиксаторов, по возмож-
ности, не должны врезаться в балки;
обводообразующие элементы оснастки должны быть спроектированы под
механообработку на станках с числовым программным управлением (ЧПУ),
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
16
должны быть заданы шагом (дистанцией) в зависимости от жесткости обшивки и
конструктивного набора изделия;
в случае сборки по фиксирующим отверстиям (ФО) диаметры ФО и шаг
между ними определяются из условия обеспечения требуемой точности геомет-
рии изделия с учетом жесткости фиксируемых сборочных единиц; ‘диаметр ФО
должен быть, как правило, 10-5-12 мм;
фиксаторы должны иметь минимальные вылеты относительно балок и на-
правляющих втулок;
для повышения точности фиксации и уменьшения люфтов длина направ-
ляющих втулок должна быть не менее трех диаметров (при этом вылет фикси-
рующего элемента относительно торца направляющей втулки должен быть не бо-
лее 1,5 длины втулки);
посадка фиксаторов и других валов в направляющих втулках должна быть
не свободнее Н9/19, в основном H7/h6;
для откидных или съемных фиксаторов расстояния между осями штырей
должны быть соизмеримы с вылетом;
установка каркаса оснастки на асфальтовое покрытие не допускается, слой
асфальта должен быть снят;
оснастка рамного типа в отдельных случаях может не крепиться к полу;
крупногабаритная оснастка и оснастка, состоящая из раздельного каркаса, долж-
на крепиться к полу цеха;
при установке оснастки на монолитный цементно-бетонный пол необходи-
мо учесть удельную нагрузку от массы агрегата, оргоснастки и пр. [3]. Если она
меньше допустимой для пола, то фундаменты не предусматриваются, кроме слу-
чая крупногабаритной и ответственной оснастки, когда в процессе работы возни-
кают большие знакопеременные нагрузки;
при превышении удельной нагрузки по опорам допустимых значений для
пола необходимо увеличивать количество опор в оснастке;
рабочее место у СП должно иметь стеллаж для хранения съемных элемен-
тов приспособления;
деревянные части стапельно-сборочной оснастки должны иметь противопо-
жарную защиту согласно инструкциям: ТИ 687.25000.00073, ТИ 687.25000.00172
И Др.
Проектирование стапельно-сборочной оснастки и ее монтаж должно вес-
тись соответственно нормативно-технической документации: РТМ 686, РТМ 688,
РТМ 1223, РТМ 1.4.1864-88, ОСТ 1.5.1695-83 и др. [7, 8, 9, 10, 11,12, 13].
1.4.3.	Типовые требования к параметрам качества оснастки
Под параметрами качества оснастки следует понимать :
все окончательные и промежуточные геометрические параметры, обеспечи-
вающие выполнение требований конструкторской и технологической документа-
ции собираемого изделия;
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
17
геометрические, жесткостные и пр. параметры, обеспечивающие стабиль-
ность геометрических параметров, названных выше, во времени (в течение экс-
плуатации оснастки);
требования к точности изготовления деталей, сборочных единиц, приспо-
соблений, обеспечивающие выполнение заданной точности изготовляемого изде-
лия, должны быть указаны в чертеже соответственно ГОСТам ЕСКД;
технологические требования, выполнение которых обеспечивает стабиль-
ность качества стапельно-сборочной оснастки, а также ее особо ответственных
конструктивных параметров во времени, должны быть записаны в технических
требованиях сборочного чертежа;
требования к параметрам качества, обеспечивающим точность по обводам,
разъемам, узлам навески, стыковки, а также требования, обеспечивающие увязку
оснастки и выполнение особо ответственных конструктивных параметров, долж-
ны быть указаны в технических требованиях чертежа.
Для каждого выпускаемого самолета (изделия) стапельно-сборочная осна-
стка должна иметь свою цветовую окраску. Цвет оснастки определяется при за-
пуске изделия распоряжением главного технолога, согласованным с отделом
промышленной эстетики предприятия. Согласно данному распоряжению по
окончании монтажа СП (стапелей) в цехе окрашиваются нитрокраской:
каркасы сборочной оснастки (колонны, балки, рамы, фермы, рамы плит);
каркасы настилов, полы и откидные площадки настилов.
Согласно существующей общенормативной документации необходимо:
фиксаторы, вилки, кронштейны, прижимы, опоры, опорные элементы сто-
ек, стапельные плиты - окрасить в черный цвет. Перечисленные узлы, имеющие
защитное или декоративное химическое или гальваническое покрытие, - не кра-
сить;
обводообразующие элементы (ложементы, рубильники и пр.) - окраска
«серебрянкой» (кроме выполненных из алюминиевых сплавов);
контрольные элементы приспособлений : фиксаторы и прижимы, кондук-
торы реперных точек, репер-площадки - красить в красный цвет;
узлы, обеспечивающие выполнение особо ответственных параметров, -
красить в черно-белую полосу («зебру»);
неметаллические материалы, наклеиваемые на детали сборочной оснастки:
перкаль, байка, войлок, фетр, брезент, резина - окрашиванию не подлежат.
2.	ТЕРМИНОЛОГИЯ, ПРИНЯТАЯ В ПРОЦЕССАХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
И ИЗГОТОВЛЕНИЯ СБОРОЧНОЙ ОСНАСТКИ
2.1.	Терминология технологических отверстий
Для установления единых понятий, используемых в процессе проектирова-
ния сборочных приспособлений, и в связи с отсутствием в отрасли единой терми-
нологии на ряд элементов конструкции изделий, технологические процессы и
средства оснащения сборки узлов и агрегатов широкофюзеляжных самолетов
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
18
появилась необходимость обобщить и определить такую терминологию техноло-
гических отверстий, методов и элементов процесса сборки узлов и агрегатов,
сборочной оснастки.
Таблица 2.1
Терминология технологических отверстий
Термины	Условные обозначения	Определение, назначение
1	2	3
Сборочные отверстия (стыковочные отверстия)	СО	Отверстия, предназначенные для установки во вза- имное расположение соответственно чертежу дета- лей, узлов и агрегатов, без использования оснастки, выполненные в сопрягаемых элементах конструк- ции заранее и раздельно
Координатно- фиксирующие отверстия	КФО	Отверстия, выполненные в единой координатной сетке (пх50) в деталях собираемого изделия и эле- ментах СП. Обеспечивают установку элементов конструкции в сборочное положение в упрощенном СП. Единственные отверстия, наносимые на черте- жах собираемой конструкции
Фиксирующие отверстия (установочно- фиксирующие)	ФО (УФО)	Отверстия, предназначенные для установки деталей и узлов в оснастке, просверленные заранее на пред- варительных этапах сборки или их изготовления
Контрольные отверстия	ко	Отверстия, просверленные в сопрягаемых деталях после их установки в положение, предусмотренное чертежом, и используемые при повторной сборке узла
Заправляющие отверстия	но	Отверстия предварительного диаметра в одной из деталей, используемые для сверления по местам соединения в сопрягаемых деталях
Базовые отверстия (установочно- базовые)	БО (УБО)	Отверстия в технологической оснастке, располо- женные на базовых осях или расстояниях от них кратных 50 мм, и используемые для изготовления контроля и увязки
В общем случае все технологические отверстия, применяемые в процессе
сборки для установки деталей, узлов, секций, как с использованием оснастки, так
и путем непосредственного совмещения отверстий, являются базовыми отвер-
стиями.
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
19
В процессе сборки могут иметь место случаи, когда отверстия одного на-
значения выполняют функции другого, но эти явления временного порядка и
присущи какому-то одному этапу сборки и практически не меняют существо, за-
ложенное в определении термина. В качестве примеров можно привести сле-
дующие :
а)	агрегаты по конструктивно-эксплуатационным разъемам фиксируются в
стапелях по специальным (стапельным) плитам по стыковочным отверстиям (СО)
в профилях, то есть стыковочные отверстия выполняют роль ФО. Впоследствии
агрегаты стыкуются между собой по СО вне оснастки;
б)	после сборки узла в оснастке и выполнения КО узел разбирается для
производства подготовительных операций перед герметизацией, а затем собира-
ется вновь по КО вне оснастки, то есть КО являются на данном этапе сборочными
(стыковочными) отверстиями.
2.2.	Терминология методов и элементов процесса сборки узлов и агрегатов
В используемой как учебной, так и производственной литературе [6, 15], в
том числе и в стандартах предприятий, в данном вопросе используются разные
подходы и не идентичные определения [1, 3, 4, 5, 12]. Принятая в учебном посо-
бии [14] и рекомендуемая для студентов и специалистов промышленности тер-
минология приводится в таблице 2.2.
Таблица 2.2
Термины	Определения
Сборка по сборочным отверстиям	Сборка, проводимая без оснастки, при которой положе- ние деталей (узлов), предусмотренное чертежом, дости- гается совмещением СО в сопрягаемых элементах
Сборка по фикси- рующим отверстиям	Сборка, при которой положение деталей, узлов и панели, предусмотренное чертежом, достигается установкой их в оснастке по ФО (КФО) в элементах конструкции
Сборка от внешнего контура обшивки	Сборка, при которой положение обшивки и панелей, предусмотренное чертежом, достигается установкой их на обводы базовых элементов оснастки, выполненных по внешнему контуру обшивки
Сборка по технологи- ческому каркасу (от внутреннего контура обшивки)	Сборка, при которой положение обшивки и панелей, предусмотренное чертежом, достигается установкой на обводы макетных элементов каркаса и базовых узлов, выполненных по внутреннему контуру обшивки
Сборка по поверхно- сти каркаса	Сборка, при которой сначала собирается каркас, поверх- ность которого является базовой, а затем устанавливают на него обшивку (панель)
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
20
Продолжение таблицы 2.2
1	2
Сборка по ОСБ (отверстия под стыко- вые болты)	Сборка, при которой установочные поверхности (стыко- вочные отверстия) стыковых узлов, профилей или крон- штейнов изделий совмещают с базовыми поверхностями СП и соединяют фиксаторами
Сборка по базовой детали (привалочным поверхностям)	Сборка, при которой устанавливаемые в узел детали ба- зируют по поверхностям другой (базовой) детали (по- верхностям сопряжения)
Базовый узел (деталь)	Узел (деталь), используемый для установки сопрягаемых с ним деталей и узлов по его обводам, отверстиям или базовым линиям (поверхностям)
Главный узел	Базовый узел, с которого начинается процесс сборки аг- регата, используемый для установки других базовых уз- лов и макетных элементов каркаса без помощи фикси- рующих устройств СП.
Секция панели	Элементарная часть технологического членения обшивки агрегата или отсека с продольными и (или) поперечными элементами каркаса
Панель	Конструктивное или технологическое членение агрегата или отсека, состоящих из двух или более секций панелей
Технологический болт (заклепка)	Болт (заклепка), применяемый в процессе сборки для временного соединения деталей, узлов и агрегатов
Технологическая накладка	Дополнительный элемент жесткости, временно вводи- мый в конструкцию узла или агрегата по месту располо- жения фиксирующих, а также сборочных отверстий, ис- пользуемых в качестве фиксирующих
Технологический фитинг (кронштейн)	Фитинг (кронштейн), временно устанавливаемый в кон- струкцию узла (агрегата), имеющий фиксирующее или сборочное отверстие и используемый для установки уз- лов и агрегатов в оснастке
Выбор методов сборки (базирования) определяет структуру технологиче-
ского процесса и конструктивно-силовую схему средств оснащения. При этом не-
обходимо иметь в виду, что от принятых определений в порядке исключения бы-
вают и отклонения. Так, при сборке по СО может использоваться и упрощенная
оснастка в связи с недостаточной жесткостью собираемых узлов.
www.vokb-la.spb.iTi - Самолёт своими руками?!
21
2.3.	Терминология сборочной оснастки
Рассмотренные в главе 1 вопросы структуры, классификации, анализа кон-
структивно-силовых схем СП базируются на принятой терминологии, представ-
ленной в таблице 2.3 [12,14,15].
Таблица 2.3
Термины	Определения
Сборочное приспособление	Устройство, предназначенное для установки, фиксации и закрепления элементов собираемого узла или секции аг- регата относительно выбранных базовых осей, плоско- стей стыка, друг друга и аэродинамического обвода; при- дания правильной формы в процессе сборки при недос- таточной жесткости, а также для связи их в единое целое посредством разъемных или неразъемных соединений
Специальное сборочное приспособление	Сборочное приспособление, предназначенное для сборки одного узла или секции агрегата, имеющее комплект не- регулируемых фиксирующих и зажимных устройств, ус- тановленных на раме стационарно
Специализированное сборочное при- способление	Сборочное приспособление, предназначенное для после- довательной сборки группы однотипных узлов, секций агрегата, объединенных по конструктивно-технологичес- ким признакам, имеющее комплект регулируемых смен- ных или стационарно установленных фиксирующих и зажимных устройств
Специализированное сборочное приспособление регулируемое	Сборочное приспособление, позволяющее путем регули- рования фиксирующих и зажимных устройств осуществ- лять последовательную сборку группы однотипных узлов или секций агрегата
Специализированное сборочное приспособление со сменными наладками	Сборочное приспособление, позволяющее путем смены фиксирующих и зажимных устройств осуществлять по- следовательную сборку группы однотипных узлов или секций агрегата
Специализированное сборочное приспособление нерегулируемое	Сборочное приспособление, имеющее несколько ком- плектов стационарно установленных фиксирующих и за- жимных устройств, позволяющих осуществлять последо- вательную сборку группы однотипных узлов или секций агрегата
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
22
Продолжение таблицы 2.3
1	2
Стапель	Устройство, предназначенное для установки, закрепле- ния и фиксации деталей, узлов и секций собираемого аг- регата или его отсека, относительно выбранных базовых осей, плоскостей стыка, друг друга и аэродинамического обвода, придания правильной формы в процессе сборки при их недостаточной жесткости, а также для связи их в единое целое посредством разъемных или неразъемных соединений
Технологическая нервюра (макетная) технологический (макетный) шпангоут	Элементы сборочной оснастки, устанавливаемые в соби- раемой конструкции по технологическим отверстиям или от оснастки, обводы которых выполнены по внутреннему контуру обшивки и использованные для установки пане- лей и узлов
Приведенная терминология, безусловно, учитывает государственные стан-
дарты, изданные более десяти- пятнадцати лет назад, но вносит в них и целесооб-
разные коррективы, необходимость которых появилась в соответствии с разрабо-
танными в последние годы ОСТами, стандартами предприятий, РТМ и т.п.
3.	РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ (ТЕХНИЧЕСКОГО
ЗАДАНИЯ) НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ СБОРОЧНОЙ ОСНАСТКИ
3.1.	Методы сборки узлов и агрегатов
В производственных условиях для открытия заказа на проектирование тех-
нологической оснастки необходимы следующие документы :
ведомость подготовки производства;
техническое задание на проектирование;
бланки заказа оснастки;
ведомость плазово-шаблонной оснастки (ВПШО).
В учебных проектах руководитель определяет студенту программу выпуска
объекта сборки, базовый вариант технологического процесса, а значит, и средств
его оснащения. Этим самым определяются принятые при проектировании методы
базирования (сборки), соответственно программе выпуска обосновываются их
целесообразные изменения или корректировка.
Чтобы приступить к разработке технических условий (технического зада-
ния), студент обязан определить целесообразные в данном конкретном случае ме-
тоды базирования и сборки. В курсовых проектах по технологии сборки самоле-
тов и выполнении выпускной квалификационной работы бакалавра ведется про-
ектирование технологической оснастки для сборки узлов, а в дипломных проек-
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
23
тах - для сборки агрегатов и их отсеков [5, 14, 16]. Рекомендуемые методы для
основных объектов сборки приведены в таблицах 3.1 и 3.2.
Таблица 3.1
Рекомендуемые методы сборки узлов
Методы сборки	Область применения		Характеристика оснастки
	Номенклатура узлов и секций	Конструктивная характеристика	
1	2	3	4
По сборочным отверстиям или базовым линиям (приваленным поверхностям)	Стенки с профиля- ми жесткости, по- лы, перегородки, балки, нервюры, шпангоуты, пло- ские панели, диа- фрагмы Приборные доски, этажерки, контей- неры и т.п.	Узлы с плоскими стенками, усилен- ные элементами же- сткости, являющие- ся частью каркаса, не выходящие на внутренний контур обшивки или соеди- няемые с ним ком- пенсаторами Объемные узлы рамной конструк- ции, не выходящие на внутренний кон- тур обшивки, пред- назначенные для размещения различ- ного оборудования	Без оснастки
	Секции панелей фюзеляжа, обтека- телей, гондол и не- сущих плоскостей Секции панелей фюзеляжа, несущих поверхностей	Секции панелей одинарной и двой- ной кривизны кле- паной конструкции с продольным и попе- речным набором каркаса Секции монолитных панелей с попереч- ным набором карка- са, соединяемые по- средством заклепок или болтов	Поддерживающие устройства То же
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
24
Продолжение таблицы 3.1
1	2	3	4
По фикси- рующим отверстиям (КФО)	Панели фюзеляжа, зашивка усиленных шпангоутов и др.	Панели одинарной и двойной кривизны клепаной и клеес- варной конструкции с продольным и по- перечным набором каркаса	Регулируемые или со сменными насад- ками специализиро- ванные приспособ- ления с установкой профилей шпанго- утов, монолитных узлов по ФО
Эт внутреннего контура об- шивки	Панели несущих плоскостей (по- верхностей)	Монолитные панели с продольными реб- рами жесткости, со- бранные из секций	Специализирован- ные приспособления со сменными налад- ками
От внутреннего контура об- шивки	Шпангоуты, нервюры Лонжероны несу- щих плоскостей, балки, силовые шпангоуты и нер- вюры, используе- мые в качестве главных и базовых узлов	Поперечные элемен- ты, выходящие на внутренний контур обшивки Продольные и попе- речные элементы каркаса, выходящие на внутренний кон- тур обшивки	Специализирован- ные приспособления со сменными налад- ками со сверлением ФО и СО для уста- новки узлов при сборке агрегатов Нерегулируемые специализированные приспособления со сверлением ФО и СО для установки макетных элементов оснастки и узлов при сборке агрегата
От внешнего контура обшивки	Двери, люки, створки, обтекате- ли, носки, хвосто- вые части несущих плоскостей (поверхностей)	Пространственные узлы с поверхно- стью, образующей внешний обвод агре- гатов	Специальные при- способления
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
25
Таблица 3.2
Рекомендуемые методы сборки агрегатов и их отсеков
Методы сборки	Область применения		Характеристика оснастки и метода сборки
	Номенклатура от- секов и агрегатов	Конструктивная характеристика	
1	2	3	4
По технологи- ческому кар- касу и техно- логическим отверстиям	Кессоны центропла- на, крыла, киля и стабилизатора	Межлонжеронные части несущих по- верхностей, обшитые панелями монолитной или клепаной конст- рукции, соединяемые с поперечными эле- ментами каркаса (нервюрами) посред- ством компенсаторов	Стапели упрощенной конструкции с уста- новкой панелей по внутреннему контуру, обшивки на обводы главных узлов макет- ных и базовых нер- вюр, устанавливаемых по технологическим отверстиям (СО и ФО) в собираемой конст- рукции
	Мотогондолы, капоть силовых установок	Агрегаты, состоящие из панелей клепаной или сварной констру- кции, в которых по стыкам панелей нахо- дятся шпангоуты с обводом, выходящим на внутренний контур обшивки	Стапели упрощенной конструкции с уста- новкой панелей по внутреннему контуру обшивки на обводы макетных и базовых шпангоутов, фикси- руемых по стыковым узлам или ФО
По ФО, техноло- гическому каркасу, от внешнего кон- тура обшивки	Рулевые поверхности (навесные агрегаты)	Агрегаты клепаной конструкции, состоя- щие из каркаса и об- шивки, соединяемых между собой без ком- пенсаторов	Стапели упрощенной конструкции с уста- новкой нервюр и лон- жеронов по СО и об- водам макетных эле- ментов каркаса
	Кабина пилотов, секции пассажир- ских и грузовых ка- бин фюзеляжа	Секция агрегата, имеющая в сечении замкнутую или полу- замкнутую форму, состоящая из панелей клепаной, клеесвар- ной или монолитной конструкции и шпан- гоутов с обводом по стыкам панелей	Стапели упрощенной конструкции с бази- рованием части пане- лей по внешнему контуру обшивки, а другой части - по внутреннему контуру обшивки (по обводам макетных или базо- вых шпангоутов)
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
26
Продолжение таблицы 3.2
1	2	3	4
По фикси- рующим от- верстиям и от внешнего кон- тура обшивки	Хвостовые ц грузо- вые секции фюзеля- жа, хвостовые сек- ции крыла, оперения	Секция агрегата, имеющая проем в нижней части, со- стоящая из панелей клепаной или клеес- варной конструкции с продольными и по- перечными элемен- тами каркаса и сило- вых балок	Стапели упрощенной конструкции с уста- новкой панелей и си- ловых балок от внешнего контура обшивки по рубиль- никам, а других час- тей - по фиксирую- щим отверстиям
От внешнего контура об- шивки	Закрылки, элероны, триммеры и т.п.	Узлы клепаной кон- струкции, состоящие из каркаса и обшив- ки, соединяемые ме- жду собой без ком- пенсаторов	Специальные при- способления с ру- бильниками
В таблице приведены методы сборки составных частей агрегатов. Сами аг-
регаты : центроплан, концевая часть крыла, стабилизатор и киль, фюзеляж соби-
рают, используя сочетание выше приведенных методов сборки, в стационарных
стапелях специальных или специализированных в зависимости от стадии освое-
ния изделий (ЛА) в производстве.
3.2.	Исходные данные для проектирования СП
Для проектирования сборочного приспособления необходимы :
чертежи объекта сборки и входящих подсборок (узлов);
технические требования (ТУ) на сборку и поставку входящих деталей и уз-
лов (карта поставки);
схема сборки и другие директивные технологические материалы (ДТМ);
схема базирования, конструктивно-силовая схема СП, директивный техно-
логический процесс и пр.;
технологический процесс сборки;
программа выпуска изделий, N;
техническое задание на проектирование;
альбомы чертежей унифицированных, стандартизированных элементов СП
и типовых компоновок приспособлений в зависимости от назначения объекта
сборки;
средства, обеспечивающие механизацию процесса сборки, номенклатура
применяемого инструмента и оборудования.
Без тщательного изучения чертежей и ДТМ невозможно спроектировать
оптимальной конструкции сборочное приспособление. Следует указать на влия-
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
27
ние программы выпуска на конструктивные особенности СП. Если заданная про-
грамма соответствует мелкосерийному производству, то все операции сборки, как
правило, ведутся в одном приспособлении, Увеличение N делает экономически
целесообразным применение операционных приспособлений, что значительно
упростит приспособления для общей сборки, особенно агрегата.
3.3.	Порядок разработки технических условий (технического задания)
В условиях производства конструктор СП получает задание на проектиро-
вание от технолога, разработавшего технологический процесс, а в учебном про-
екте студент обязан выполнить данную работу в самом начале курсового (ди-
пломного) проектирования самостоятельно, согласовывая с руководителем про-
екта.
Технические условия (ТУ) устанавливают, в основном, выходные пара-
метры проектируемых средств оснащения процессов сборки : наличие и положе-
ние сборочных баз, положение объекта сборки в пространстве, степень заданной
точности, металлоемкость, степень унификации и нормализации, условия под-
ходов при сборке, требования по соосности отверстий, термообработке и по-
крытиям и т.д. [17].
При проектировании СП для сборки узлов и мелких агрегатов обычно огра-
ничиваются ТУ. При проектировании стапелей, стендов, средств механизации и
автоматизации разрабатывают техническое задание (ТЗ), которое определяет
более широкий объем предъявляемых к проектируемому оснащению требований.
Если назначение приспособления студенту определяет задание на курсовой
(дипломный) проект, то другие условия ТЗ он обязан конкретизировать и обосно-
вать, используя материалы лекций, лабораторных работ и опыт базового пред-
приятия, с чем он знакомится в период производственной практики.
Исходя из конструктивно-технологических особенностей объекта сборки и
назначения приспособления, студент устанавливает следующие пункты ТЗ и со-
гласовывает их с руководителем:
основные сборочные базы, которые должны быть использованы при сборке;
положение собираемого узла (агрегата) в СП, указания, какие детали долж-
ны фиксироваться при сборке;
заданная степень точности сборки по аэродинамическому контуру и стыко-
вым разъемам;
способы закладки узлов и их базирование в СП, необходимость перемеще-
ния и способы выемки из приспособления;
необходимость механизации и автоматизации работ в СП, что возможно
встроить в приспособление (сверлильные головки типа СПА , клепальные
скобы и т.п.);
способы контроля точности изготовления узлов, приспособления и его мон-
тажа на участке сборки (применение шаблонов, макетов, эталонов, оптических и
лазерных средств и т.д.);
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
28
требования к оргоснастке СП (рабочим площадкам, трапам, лестницам,
подводам средств освещения и энергоснабжения);
специальные требования (по технике безопасности, температурному режи-
му, влажности, условиям монтажа и т.п.).
Уточнение ТУ (ТЗ) студент производит в ходе проектирования СП на кон-
сультациях с руководителем проекта. Тщательно проработанные ТУ (ТЗ) сокра-
тят сроки и трудоемкость проектирования.
В производственных условиях ТЗ согласовывается с ведущим технологом,
начальником конструкторского бюро (КБ) и утверждается начальником отдела,
занимающегося проектированием данной оснастки.
На технически сложную и ответственную оснастку ТЗ утверждается глав-
ным технологом предприятия (главным специалистом).
Техническое задание является документом, определяющим основные тре-
бования, которыми обязан руководствоваться конструктор-разработчик оснастки.
ТЗ следует разрабатывать во всех случаях вне зависимости от основания проек-
тирования.
4.	ЭТАПЫ И ПОРЯДОК ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
ОСНАЩЕНИЯ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ
В зависимости от задания и объекта сборки студенту может быть предло-
жено проектирование любого из перечисленных в главе 1 средств технологиче-
ского оснащения (ТО) сборочных процессов. В курсовом проекте обычно разра-
батываются приспособления для узловой сборки, реже стапели общей сборки аг-
регата, стенды из группы контрольно-испытательного оборудования (КИО), сред-
ства механизации и автоматизации и спецоснастка для выполнения наиболее от-
ветственных и сложных в технологическом отношении операций. В дипломном
проекте - оснастка для сборки агрегатов, отсеков и их секций.
Этапы учебного проектирования не отличаются от тех, что приходится
конструктору выполнять в условиях производства. Система ЕСКД предусматри-
вает этапы проектирования:
1.Разработка эскизного проекта (ЭП);
2.Выполнение технического проекта (ТП);
З.Деталирование рабочих чертежей.
Эскизный проект предусматривает решение принципиальных вопросов и
их согласование. Именно ЭП составляет основную часть курсового проекта. При
этом работа проводится в следующей последовательности :
изучение и анализ исходных данных, выданных в задании на курсовой про-
ект и данных аналога СП;
проработка и выбор схемы базирования и состава базовых элементов;
решение вопросов увязки всей технологической оснастки по контуру и
разъемам;
выбор системы координат СП и оптимального положения объекта сборки в
пространстве;
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
29
расчет точностных параметров при выбранных способах базирования и
схеме увязки;
выбор и разработка конструктивной схемы приспособления;
расчет элементов конструкции на жесткость и прочность, исходя из расчет-
ной схемы.
В процессе проектирования студент обязан провести анализ исходных дан-
ных, расчет точностных параметров сборки и прочностные расчеты, согласовать
их с руководителем проекта. В пояснительной записке курсового проекта (ПЗ)
весь ход эскизного проектирования должен быть отражен.
Технический проект - детальная проработка всех узлов и элементов СП.
Использование унифицированных, стандартизированных и нормализованных
элементов конструкции значительно сокращает трудоемкость проектирования, а
потому в этом плане требуется скрупулезная работа. Для оригинальных деталей
и узлов ведется их вычерчивание со всеми необходимыми видами, разрезами и
сечениями.
При конструировании СП средних и малых размеров эскизное и техниче-
ское проектирование совмещают с разработкой чертежей общих видов, что дела-
ется и на производстве, и в учебном проекте.
Собственно проектирование студент начинает с разработки конструк-
тивной схемы СП (ТО). Выбрав базовые оси, относительно которых координиру-
ется расположение всех узлов приспособления, соответствующий масштаб, вы-
черчивают контур объекта сборки. В качестве базовых принимают конструктив-
ные оси построения изделий : ось симметрии, строительная горизонталь, плос-
кость хорд крыла и т.п., соблюдая три основных принципа базирования : единст-
ва, постоянства и совпадения баз.
Принцип постоянства баз - соблюдение общности базовых осей для всех
видов СП, относящихся к данному объекту сборки;
единства — общие базовые оси СП и изделия; совпадения баз - единство баз
при изготовлении деталей и сборке из них узлов. Вокруг контура объекта сбор-
ки 1 выстраивают в сетке пх50 (их 100) элементы конструкции СП (рис.4.1), со-
гласно выбранной при эскизном проектировании конструктивной схеме, макси-
мально используя унифицированные и стандартизированные колонны 2, основа-
ния 3, балки 4 и т.д.
На выполняемом чертеже размещают положение фиксаторов 5 (их оси), ко-
личество которых определяют из условий точности сборки, эскизно их прораба-
тывают совместно с установочными элементами 6, используя опыт проектирова-
ния приспособления - аналога.
В первую очередь прорабатывают контурные (обводообразующие) фиксаторы.
Их обычно устанавливают по осям силовых элементов каркаса объекта сборки, но
для обеспечения доступа при подготовке отверстий, клепке и т.д. производят
смещение на 150-200 мм. Одновременно прорабатываются количество и конст-
рукция зажимных устройств 7.
Схема и параметры сборочного приспособления, принимаемые при проектировании
1 - объект сборки; 2 - колонны; 3 - основания; 4 - балки; 5 - формообразующие фиксаторы (рубильники);
6 ~ установочные элементы; 7 - зажимные устройства; 8 - стапельная плита; 9 - А, Б, В, Г ~ расстояния между
объектом сборки и НСП
Рис.4.1
.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
31
После выбора и размещения фиксирующих и зажимных устройств
можно приступить к выполнению технического проекта. На аудиторных практи-
ческих занятиях у студентов есть возможность прорабатывать конструктивную
схему СП и согласовать ее с преподавателем. Доработка конструктивной схемы
СП - основная часть технического проекта при курсовом проектировании. При
э^ом в принятой координатной сетке определяют положение элементов СП, обес-
печивая расстояния А, Б, В, Г. Их задают исходя из следующих положений :
1	.Возможности доступа к местам установки, фиксации деталей, подготовки
отверстий, постановки крепежа и выполнения соединений.
2	.Возможности установки деталей и сборочных единиц, выемки собранного
объекта сборки из СП (особенно важно при сборке агрегатов).
3.У чета габаритов установочных и заливочных элементов.
Доработка конструктивной схемы заканчивается вычерчиванием элементов
НСП в сечениях, разрезах, видах и т.д., конструктивные размеры которых опре-
деляются из условий прочностных расчетов.
Как и в производственных условиях, студент в процессе проектирования
выполняет в установленном объеме сборочный чертеж СП на одном или несколь-
ких листах, которым присваивается одно общее для всех листов обозначение. Как
правило, на первом листе вычерчивается общий вид (одна, две проекции) с необ-
ходимым количеством сечений, разрезов, видов и выносных элементов, которые
должны полностью отразить увязку всех сборочных единиц оснастки, их компо-
новку, дать представление о конструкции, габаритах, подходах к изделию, сред-
ствах обеспечения взаимозаменяемости и т.д., а также минимальное число пози-
ций сборочных единиц, деталей, стандартных элементов, материалов.
Формат первого листа определяется размерами изображения общего вида.
На нем должны быть записаны технические требования и необходимые техноло-
гические указания, дана разбивка зон по листам (при обозначении зон) и указание
о наличии приспособления зеркально-отраженного вида.
На последующих листах проекта вычерчивают изображения сечений, разре-
зов, видов и выносных элементов с указанием позиций сборочных единиц, стан-
дартных элементов конструкции, прочих изделий и материалов, не обозначенных
на первом листе. Желательно вычерчивание производить на листах формата А1
(24 формат).
Чертежи выполняются в соответствии с требованиями ЕСКД. При этом
справочные размеры между осями конструктивных элементов изделия (шпанго-
уты, нервюры, балки, перегородки и т.д.) и от базовых осей до этих элементов да-
вать без допусков и сносок.
Параллельно с проектированием сборочной оснастки в производственных
условиях ведется проектирование необходимой оснастки второго порядка (маке-
ты, шаблоны и пр.) При учебном проектировании такую работу студенту нередко
приходится выполнять в дипломном проекте.
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
32
5. НАГРУЖЕНИЕ И ДЕФОРМАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ СБОРОЧНЫХ
ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
5.1.	Действующие нагрузки и допущения при расчетах
При прочностных расчетах требуется определить жесткость элементов кон-
струкции, гарантирующую их деформации не выше допустимых, и прочность
элементов крепления несущей системы приспособлений. Таким образом, расчету
подлежат каркасы СП.
С точки зрения строительной механики каркасы СП являются пространст-
венными, многократно статически неопределимыми системами, распределение
усилий в которых зависит как от внешних нагрузок, так и от жесткости состав-
ляющих элементов.
Расчет каркасов ведется по статическим нагрузкам. Возникающие ди-
намические нагрузки от ударного инструмента при клепке ни по величине, ни по
характеру воздействия не могут оказать существенного влияния на жесткость
конструкции и ими обычно пренебрегают.
В общем случае на элементы конструкции СП могут действовать следую-
щие нагрузки, вызывающие деформации:
1	.Собственная масса балок с установочными и заливочными элемента-
ми, М&
2	.Масса стапельных плит, ложементов и других элементов, которые в про-
цессе эксплуатации СП не снимаются,
3	.Масса колонн, кронштейнов, поперечных балок и других несъемных эле-
ментов, входящих в конструкцию каркаса СП, Мк.
4	.Масса деталей и узлов, которые снимаются при эксплуатации СП, Мск;
5	.Масса собираемого изделия (объекта сборки), Mw;
б	.Масса людей, работающих в собираемом агрегате или находящихся на
балках СП, Мр9
7	.Усилия распора и прижима элементов собираемого изделия к элементам
стапеля, Рр9
8	.Масса вспомогательной оснастки, опирающейся на элементы каркаса СП
(помосты, лестницы, подвесной инструмент, привод подвижных элементов
СП и т.д.), Мв0.
Действующую нагрузку принято делить на постоянную Рпи, в которую вхо-
дят первые три выше указанных, и переменную Рпр, включающую все остальные
возможные виды нагружения. Основной расчетной нагрузкой является Рпр.
Собственная масса балок М& может не учитываться, так как при их монтаже
в инструментальном стенде (ИС) балки находятся в рабочем состоянии, и опоры
их расположены в тех же местах, на которые балки опираются в приспособлении.
Прогиб балок учитывает сам монтаж.
Прочность стыков колони, кронштейнов с колоннами проверяют по сум-
ме нагрузок Pg = Рпн + Рпр. Значит, действующие нагрузки следует рассматривать
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
33
конкретно, согласно принятой расчетной схеме. Важно правильно распределить
расчетную нагрузку.
В процессе расчета на жесткость при курсовом проектировании обычно
идут двумя путями:
1	.По заданным допустимым деформациям определяют необходимые сече-
ния элементов каркаса;
2.	При выбранных ранее на базе аналогов сечениях элементов конструкции
каркаса СП проверяют, не выходят ли прогибы этих элементов за пределы допус-
тимых.
В обоих случаях приходится при строгом соблюдении расчета реальных
конструкций раскрывать их статическую неопределимость той или иной степени,
что не всегда, например, в курсовом проекте оказывается возможным. Затрудняет
расчеты и неопределенность характера заделки концов балок, так как их в реаль-
ных конструкциях нельзя отнести ни к классическим шарнирам, ни к условиям
жесткой заделки [18].
В целях облегчения практических расчетов используются упрощенные
расчетные схемы с внедрением ряда допущений, приводящих к некоторому до-
полнительному запасу жесткости. При этом весь каркас СП расчленяют на про-
стейшие элементы : балки, рамы, кронштейны и др., для которых можно исполь-
зовать разработанные расчетные таблицы и графики [5]. Основные допущения
сводятся к следующему:
1. Ми ого пр о летные иеразрезные балки заменяют системой однопролет-
ных на двух шарнирных опорах (рис.5.1,а);
2.При всех вариантах конструкции опор двухопорных балок они прини-
маются шарнирными;
3.Концы балок считают защемленными, если они закрепляются сверху
на колонне или на нижней опоре, при креплении балок к боковой стороне колон-
ны не менее, чем по двум плоскостям (к колонне и кронштейну) (рис.5.1,6);
4.Если иеразрезная балка закреплена на нескольких промежуточных
опорах по одной плоскости на каждой опоре, то заделка считается защемленной
для соседних с этими опорами пролетов (рис.5.1,в);
5.В случае опнраиия балки на короткие нижние опоры (стойки, тумбы)
или колонны, жесткость которых Е10п значительно превышает жесткость балки
Е1б, деформациями опор пренебрегают. При соизмеримости Е10п и Е1б их рассчи-
тывают совместно.
6.Если две балки связаны между собой несъемными ложементами
(рис.5.1,г), то их считают работающими совместно.
7.Если расчетную нагрузку Рпр трудно распределить между балками, то ка-
ждую рассчитывают по всей Рпр.
При проведении практических занятий студент уже должен иметь дан-
ные для определения расчетной нагрузки и при выбранной конструктивной схеме
СП согласует с преподавателем распределение нагрузки по элементам конструк-
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
34
Расчетные схемы сборочных приспособлений
с учетом принятых допущений
1 - балки; 2 - кронштейны; 3 ~ колонны; 4 - ложемент; 5 - расчетная схема
Рис. 5.1
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
35
ции, принятые допущения и расчетные схемы, а затем самостоятельно приступает
к расчетам.
5.2.	Допустимые деформации элементов сборочных приспособлений
Сборочные приспособления представляют собой как бы нормальные ка-
либры для собираемых в них изделий. Но для калибров точность изготовления
делают на порядок выше, чем изделия, которые ими проверяют, а сделать то же
самое для СП практически невозможно из-за сложности формы и габаритов.
Производственный опыт показывает, что доля погрешности СП в суммар-
ной погрешности собираемых изделий в зависимости от принятых средств увязки
и методов базирования составляет 30 ... 50%. Учитывая допуски на обводы со-
временных ЛА в зависимости от их назначения и функционального назначения
объекта сборки в пределах 8ЛА ~ 1,0 ... 1,5 мм [19], можно установить суммарную
погрешность СП, равную
^пр ~ (03 •••0,5) • <5ЛА
= (1,0... 1,5) • (0,3.. .0,5) = 0,3.. .0,75мм
В расчетах точности суммарную погрешность СП представляют выраже-
нием:
fap + fyp + $Р >	(5.1)
где - погрешность, зависящая от деформации каркаса приспособления;
8fp - погрешность, возникающая от деформации рубильников;
8Р - суммарная погрешность изготовления обводообразующих фиксаторов
(рубильников, ложементов).
Причем 8Р зависит от погрешностей изготовления обводообразующих фик-
саторов Зризг. и погрешности их установки в СП 8руспк. Обе приведенные погреш-
ности величины случайные и независимы друг от друга и величина 6Р может быть
определена
• (5-2)
Современное производство, как показано в работах [14,15, 19], обеспечивает
изготовление рабочих поверхностей рубильников (ложементов) с погрешностью
±0,1 мм и не выше 0,2мм. Их установка в СП с использованием ИС производится
с погрешностью, не превышающей 0,2-0,Змм.
Тогда величина Зр будет в пределах
8р < -Jo,22+O,32 = ,/0ДЗ = 0,36 £ 0,4лш;
др ^0,4лш,
а допустимая погрешность от деформации элементов СП остается не более
8^ + 8fp= 8пр - 8Р = 0,75 -0,4 = 0,35мм
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
36
Погрешность от деформации определяется величиной смещения в данном
направлении точки конструкции под влиянием деформации. Если fK - смещение,
вызванное деформацией каркаса, fp - смещение, вызванное деформацией рубиль-
ников, то
(tyk + fyf) fp .	(5.3)
Следует учесть, что смещение в заданном направлении, вызванное деформа-
цией каркаса fK, определяется смещением от деформации продольной балки fj, от
деформации поперечной балки £2 и от деформации колонн £3
Л =fi +f2 +f3 .	(5.4)
Если рассмотреть типовую конструктивно-силовую схему сборочного при-
способления (рис.5.2) и его нагружение в общем случае распределенной нагруз-
кой q при реальном соотношении размеров СП, то можно определить значения
составляющих fK и допустимые деформации элементов конструкции.
В большинстве СП размеры Z, ,Z2, родного порядка и в первом приближении
можно принять =	= £. Нагрузка на один пролет продольной балки будет
qZ , на поперечную балку также qZ, а на колонну - ~. Прогибы продольных и
поперечных балок при принятом соотношении размеров и одинаковых заделках
КОНЦОВ МОЖНО Принять У1 ~У2.
Деформация сжатия колонн будет значительно меньше деформации изгиба
балок, которые примем соответственно усж и уиз. Их значения в пределах упругой
деформации можно записать [20].
(5.5)

где Рсж = -
F -
J -
Е -
А -
соответственно, силы сжимающая колонну СП
и изгибающая продольную балку;
площадь поперечного сечения колонны;
момент инерции поперечного сечения балки;
модуль упругости первого рода;
коэффициент, зависящий от вида нагрузки и опор.
Соотношение рассматриваемых перемещений определится с учетом (5.5):
Уиз
q£2
Усж = 2EF = J	п
Уиз qt 2A-F-t2
Л *
EJ
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
37
Для рассматриваемых задач величина А (табл.5.1) не может быть меньше
j и, полагая сечения балки и колонны одинаковых размеров, выполненных
сваркой из двух швеллеров (рис.5.2,б), можем установить предельную величину
деформаций СП.
Типовая силовая схема сборочного приспособления
Типы балок
а - схема нагружения; б - сечение балки; - соответственно ширина
пролета, длина поперечной балки, высота колонн, Н- высота балки
Рис.5.2
Из (5.6) очевидно, что увеличивается с увеличением — и уменьшени-
У U3
ем длины балки. Как правило, швеллеры для изготовления балок используются с
Н < 3 00мм. Для такого профиля при Н - 300мм имеем [20]
Л_=5810=1
F 40,5
При I - 300 см, что является обычно наименьшей длиной балки, получаем из (5.6)
384 143,5
= —: —г  Уш = 0.122у„ « 0,12у„.
Значит, деформация сжатия колонны практически на порядок меньше, чем
балки. Учитывая, что направление деформаций совпадает с направлением
смещений ( по вертикали ) , величины у и f будут аналогичными. Поэтому
f2 = fi, = 0,12ft.
Перемещение от деформации рубильников можно принять соизмеримыми с
деформацией продольной балки fp
Значение коэффициентов (А), (к) и (к/А) в зависимости от вида нагружения и типа опор балок
Таблица 5.1
А	к	к/А
1/3	1	3
1/8 (Р = qt)	1/2 (^ = <Ю	4
1/48	1/4	12
5/384 (Р = 9/)	1/8 (Р = 90	9,6
0,01304 (х=0,519) (Р = ^/2)	0,128 (х=0,577) (Р = ^/2)	9,8
.vokb-Ia.spb.ru - Самолёт своими руками?
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
39
Тогда полное смещение, вызванное деформацией (5.3)
+// + 0,12f} +// - 3,12/i
f 0 35
ИЛИ /. = ^-- = —= 0,112^0,1лш ,
\ 3,12 3,12
Таким образом, у; = (уиз)тах - 0,1мм. И чтобы обеспечить требуемую точ-
ность обводов ЛА, геометрические размеры (сечения, длина) продольных балок
не должны допускать под нагрузкой прогиб/= 0,1мм, что и принимается во всех
расчетах сборочных приспособлений на жесткость.
Обследование крутильных деформаций балок показало, что угол закручи-
вания не превышает 15 град. Перевод в линейную деформацию дает перемеще-
ние порядка 0,01...0,02 мм при радиусе R-300 мм. Поэтому при нагружении ба-
лок с небольшим эксцентриситетом, что соответствует их реальным условиям
работы, кручение в расчете можно не учитывать.
5.3.	Соотношение допустимых деформаций и напряжений
При расчете СП на жесткость, как правило, проверочные расчеты не ведут-
ся. Это допустимо при определенных соотношениях напряжений и деформаций.
Из (5.5) максимальный прогиб балок при поперечном изгибе силой Р
Утах - А---, а максимальные напряжения в их сечении <ттах = ——.
ах EJ	W
Для балок с различным видом нагружения и опор можно представить
в виде Мтт = к‘Р-£, а момент сопротивления - в виде W = —, тогда
а
. Р-£-а
=к---—
(5-7)
В приведенных формулах:
А,	коэффициенты, зависящие от вида нагрузки и опор балок
(приводятся в табл.5.1);
t - длина балки;
Е - модуль упругости первого рода;
J - момент инерции сечения;
а - расстояние от нейтральной оси до наиболее удаленного контура
сечения.
Чтобы определить длину балки £, у которой при допустимом прогибе удоп
напряжение не превзойдет допустимых значений атах < <гдоп , запишем соотноше-
ние	2j5»=_^L	(5.8,а)
кЕ-а t
Для принятых условий выражение (5.8л) примет вид
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
40
Откуда
к-Е-а
t2 =[А|2*2-..е|.й;	=
V < &доп >	| \ А) &
(5.8,6)
(5-8)
Так как величина прогиба пропорциональна длине балки в 3-й степени, а
напряжение - в 1-й степени, то при I, меньшей, чем вычислена по формуле (5.8)
(при том же допустимом прогибе), напряжение в балке окажется больше допус-
тимого. Значит, чтобы «ст» не превысили должно соблюдаться условие
fz |f-\—£«	(5.9)
При выполнении условия (5.9) расчет балок можно вести только на жест-
кость. Можно установить значение ^min для расчета НСП в условиях удоп~ 0,1мм,
что принято для всех расчетов на жесткость, и стали 3, из которой обычно изго-
товляют каркасы приспособлений. Тогда адоп ”120 МПа, Е = 2*105Н/мм2 (МПа).
Чем больше — ,тем большее значение £min при заданных удоп, стдоп будем
и;
А
иметь. Из табл. 1 — = 12 - наибольшая величина и получим из формулы (5.9)
А
^14,h/a .	(5.10)
тт	Г ЛА
Для других случаев нагружения, когда I — <12 при тех же параметрах и
к Л )
длине, напряжения будут меньше допустимых. Практически балки СП имеют вы-
соту Н от 100 до 400 мм. Для таких балок получим в пределах:
1.	^min == 14,1^/50 = 316лш^/7 = 100лш,а-— = 50лш^ .
2.	^min -14,1-7200 -63Ола/ Н - 400лш, а = — - 200лш1
Учитывая, что балки СП всегда имеют большую длину, чем полученные
значения ^mjn, их можно рассчитывать только на прогиб, без расчета проч-
ности.
5.4.	Распределение нагрузки по элементам приспособлении
Основными расчетными деформациями СП являются деформации от вер-
тикальных нагрузок в вертикальной плоскости. Возможные горизонтальные на-
грузки и создаваемые ими горизонтальные деформации обычно не учитывают.
Исключение могут составлять нагрузки от распора обшивок, в связи с трудностя-
ми обеспечения их поверхности соответственно аэродинамическому контуру и
необходимости прижима к рабочим поверхностям обводообразующих фиксато-
ров, как показано на рис.5.3.
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
41
Нагружение рубильника от усилий распора и расчетная схема
а - прогиб/обшивки относительно поверхности рубильника;
б — расчетная схема; 1 - обшивка; 2 - рубильник; А, Б - точки
касания поверхностей обшивки и рубильника
Рис.5.3
Отклонение обшивок от рабочего контура рубильника обычно
/ = 1,0...2,Омм, а £к находится в пределах от 400 до 1000мм. Для представленной
схемы прогиб/определяется формулой
f = 5 g-t
J 384 EJ ’
откуда интенсивность распределенной нагрузки (д) запишется
384 Я-У/
q~ 5-£4
Возникающее при этом добавочное внутреннее напряжение Лег мало и им
пренебрегают. Лишь в случае монолитных обшивок, особенно вафельной конст-
рукции, усилия прижима требуются значительной величины и Наследует учиты-
вать.
Распределение вертикальных нагрузок по несущим элементам СП
должно отражать реальное приложение сил, что делает расчет поперечного изги-
ба балки громоздким. Для упрощения расчетов сосредоточенные силы от рубиль-
ников и ложементов заменяют распределенной нагрузкой с интенсивностью (д)
постоянной или переменной величины в зависимости от конструктивной схемы
СП (рис.5.4). Так при сборке панелей крыла, оперения, хвостовой части фюзеля-
жа верхняя балка СП (стапеля) наклонна, масса рубильников (ложементов) с эле -
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
42
Распределение вертикальной нагрузки
между элементами сборочных приспособлений
д
1 - верхняя балка; 2 - нижняя балка; 3 - рубильники; 4 - колонна;
5 - ложемент; 6 - боковые рубильники
Рис.5.4
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
(5.10 а)
43
ментами ЗЭП Мр изменяется пропорционально их длине (в первом приближе-
нии). Нагружение балок принимают соответственно рис. 5.4,а , то есть по трапе-
циевидному закону, а интенсивность распределенной нагрузки подсчитывают как
показано на рис. 5.4,6.
Если тхЛх- соответственно масса и длина наименьшего рубильника,
тк,£к- масса и длина наибольшего рубильника при длине балки I между опора-
ми, интенсивность нагрузки q на прямоугольном участке схемы
ТП. -П
q~’
где п - число входящих в нагрузку рубильников.
На треугольном участке
91 =----£----- ’
а наибольшая интенсивность q к определится
_ тпх -и ^(тк -тпх)'П тпк п
’
(5.10 б)
(5.10)
При наличии в пролетах балок рубильников с установленными на них ЗЭП,
масса которых существенно больше остальных, нагрузку от них принимают со-
средоточенной, что значительно усложняет расчеты балок.
Подобно предыдущему распределяется нагрузка от массы собираемого
узла (агрегата). При этом интенсивность нагрузки принимают пропорциональ-
ной площадям поперечных сечений собираемой конструкции. Для упрощения,
учитывая, что приведенная толщина обшивки по длине объекта сборки меняется
незначительно, можно значения q принять пропорционально периметрам П и
высотам сечений Н.
Распределение нагрузки между балками СП производят так, чтобы их
прогибы при этом были наибольшими из возможных, и зависят от схемы распо-
ложения балок и типа подвески рубильников (ложементов).
Для стапелей двухбалочной схемы (рис.5.4,в) принимают :
а)	при расчете верхней балки 1 - массу рубильников Мр , массу объекта
сборки Мое с работающими в нем людьми, а также массу установленных на ней
фиксаторов;
б)	при расчете нижней балки 2 - также массу рубильников Мр , с рабо-
тающими, массу фиксаторов, установленных на нижней балке.
Для стапелей трехбалочной схемы (рис.5.4,г) :
а)	при расчете верхних балок учитывают массу правых и левых рубильни-
ков. Массу Мос обычно не учитывают;
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
44
б)	при расчете нижних балок учитывают массу боковых рубильников своей
стороны, половину массы и половину массы нижних рубильников (ложемен-
тов).
Для стапелей четырехбалочных схем, что имеет место при проектировании
ТО сборки отсеков фюзеляжа (рис.5.4,д) :
а)	при расчете верхних балок - массу боковых рубильников, прикреплен-
ных к балке, и половину массы верхних рубильников. Массу объекта сборки, как
правило, не учитывают;
б)	при расчете нижних балок учитывают массу прикрепленных боковых ру-
бильников, половину массы ложементов, половину массы собираемого агрегата.
Безусловно, замена сосредоточенных сил распределенной нагрузкой
вносит в расчеты определенные погрешности, но в учебном проектировании воз-
можно этим пренебречь. В действительности, замена одной сосредоточенной си-
лы, приложенной в середине пролета балки, равновеликой распределенной на-
грузкой, приводит к уменьшению прогиба в 1,6 раза и он составляет 0,625 дейст-
вительного. В случае приложения к балке 8-10 сосредоточенных сил расчетный
прогиб составляет 85-90% от действительного, что является допустимым для
учебных расчетов.
6.	РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СБОРОЧНОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
НА ЖЕСТКОСТЬ
6.1.	Порядок прочностных расчетов сборочных приспособлений
В условиях производства, прежде всего при отсутствии аналогов, а также
при дипломном проектировании, существует следующий порядок расчета СП.
1	.По выбранной конструктивной схеме, учитывая принимаемые допущения,
выбирают расчетную схему приспособления.
2	.0пределяют расчетные нагрузки, распределяют их между элементами СП.
З.Из условий допустимых прогибов находят потребные сечения балок и ру-
бильников стапеля.
4	.Производят уточнения конструкции и нагрузок, как указано п.5.1.
5	.По уточненным нагрузкам производят уточненный расчет сечений балок
и вносят необходимые коррективы.
б	.Проводят проверочный расчет прогибов балок.
7	.0пределяют нагрузки, действующие на колонны и фундаменты.
8	.Выполняют расчет колонн и фундаментов.
При курсовом проектировании, как было указано в п.5.1, расчеты ведутся с
некоторым отступлением от вышеприведенного порядка.
Для определения действующей нагрузки студент выбирает материал эле-
ментов конструкции и подсчитывает их массу, используя выбранные параметры
СП. Расчеты начинают с определения прогиба продольных балок = f £ .
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
45
6.2.	Расчет на жесткость продольных балок
Определение величины деформаций (прогиба/) производится в общем слу-
чае методом и по формулам сопротивления материалов. При этом
^=/=Z(4-^)~,	(6.1)
где 4 - коэффициент, учитывающий характер распределения нагрузки и
вид опор (см. табл.5.1);
Pt - величина каждой z'-й нагрузки, Н;
£ - длина балки между опорами в см (м);
Е - модуль упругости первого рода в Н/см2 (МПа);
Jx- момент инерции сечения балки относительно оси Х-Х в см4
(см.рис.5.2,б);
EJX- жесткость профиля, Н-см2 (Н-м2).
Методикой, разработанной кафедрой «Производство летательных
аппаратов» КуАИ [5], для практических расчетов выполнено ряд графиче-
ских зависимостей основных расчетных схем для определения коэффициента А,
исходя из простейшего случая, когда балка свободно лежит на двух опорах, а Р
действует в середине балки, и А = 1.
Как указано в табл.5.1 для данного простейшего случая
1 ре р-е
48 EJ ” EJ 9
(6.2)
значит произведена замена коэффициента 1/48 на коэффициент А = 1, что дает
возможность пересчитать коэффициенты для любых случаев.
Для шарнирноопертых балок такие зависимости приведены на рис.6.1, для
защемленных - на рис.6.2, для рамных конструкций - на рис.6.3. При этом ин-
тенсивность нагрузки q показана без стрелок
В случае расчета элемента конструкции при действии только собственной
массы, равномерно распределенной по длине I, имеем
5 ре	р-е
-—.-— = 0,013——
384 EJ	EJ
(6.3)
Задавшись допустимым значением f = fdon~®A мм, удалось построить
кривые зависимостей АРпр9 £ и EJ. В расчетах основной нагрузкой является
переменная Рпр (рис.6.4,а,б). Здесь в координатах € и АР„р построены кубиче-
ские параболы для тех значений жесткости балки, которые соответствуют
прогибу f- 0,1 мм, при нагрузке балки Рпр посередине пролета (4 = 1). По этим
графикам, найдя А Рпр при заданной t, находим потребную жесткость балки или
рамы EJnomp\5\. По табл.6.1 соответственно EJ потр подбираем размеры сечений
нормализованных балок (см.рис.5.2,б) [21].
www.vokb-Ia.spb.ru - Самолёт своими руками?!
46
Расчетные схемы и коэффициенты
к расчету шарнирноопертых балок
сборочных приспособлений
А^бг5
Рис.6.1
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
47
Расчетные схемы и коэффициенты к расчету
защемленных балок сборочных приспособлений
ф
О
А
Д~ 0,25
Р^о.1
/7
|-ггтГПТТГГ j
А* 0.125
/S
А~0,П5
А
0.15
А
0,08
s
о
0,1
0.5
16
0,5
0,04
о
19
А=0,125
15
т-число сил
0,20
21
22
а 23
аз
0.1
а
А-0,438

№”0^ 125
А
0.1 ОА
2^
Рис. 6.2
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
48
Расчетные схемы и коэффициенты
к расчетам рам сборочных приспособлений

Рис.бЗ
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
49
Графики для подбора сечений балок и рам
сборочных приспособлений
Рис.6.4
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
50
Таблица 6.1
Типы и рекомендуемые сечения швеллерных балок
Тип Балки			№ швеллера	12	14а	16а	18а	20а	24а	27	30
			№ сетевая мрмито*^*****^^..	1	2	3	4	5	6	7	8
У			Я, мм	120	140	160	180	200	240	270	300
J?		*	В, мм	104	124	136	148	160	190	190	200
			fJi-lO’.H-M2	0,13	0,23	0,35	0,50	0,70	134	1,75	2,44
			£А,107,Нм2	0,09	0,16	0,22	0,30	0,40	0,74	0,83	1,08
			$40, Н/м	20,9	26,7	30,6	34,9	39,6	51,7	55,3	63,6
			№ швеллера	20а	24а	24а	24а	30	30	30	30
X f		к	Я, мм	250	250	300	350	300	350	400	500
			В, мм	220	260	260	260	320	320	320	320
			£/,10’,Нм2	1,48	1,77	2,82	4,19	3,39	5,00	6,95	12,1
			КЛ-Ю’.Н-м2	1.67	2,72	3,05	3,37	5,06	5,57	6,07	7,07
			$40, Н/м	12,5	84,6	92,4	100,0	104,5	112,2	120,0	136,6
Действительная жесткость балки должна быть не менее расчетной. При оп-
ределении коэффициента^ необходимо
(см. рис.6.3), которое выбирают
ных приближений.
К расчету на жесткость
продольной балки
ЛЬ
сначала задаться отношением ае=
EJ^h
EJ2‘£
на основании опыта или методом последователь-
Пример расчета. Стапель сборки па-
нели имеет продольную балку с рас-
стоянием между опорами I ~ 2000 мм,
сваренную из 2 швеллеров № 14 с на-
кладками S ~ 10 мм (рис.6.5). Нагрузка
балки : масса рубильников, установ-
ленных с шагом 500 мм, и собираемой
панели шириной В = 1500 мм.
Конструктивно принимаем:
длина рубильника £р =2000 мм;
ширина рубильника b = 200 мм;
толщина рубильника Sp = 30 мм;
приведенная толщина панели (с уче-
том сечения стрингеров fcmp) S„p - 8 мм.
Рис.6.5
www.vokb-Ia.spb.ni - Самолёт своими руками?!
51
Определяем величину внешней нагрузки
Масса рубильников Рр - Мр -п, где количество рубильников п определится:
л - 2(^5—+ 1) = 10 штук (5 пар), а масса одного рубильника из дюралюминиевой
плиты Мр (массовая плотность р — 2,8 г/см3 )
Мр = £р -b-Sp -р = 200 х 20 х 3 х 2,8 = 34кгм
Тогда Рр = 34-10 = 340 кг,
Масса собираемой панели
Мп = В • L  Snp • р ~ 150 х 200 х 0,8 х 2,8 = 67 кг = Р„ ,
Переменная нагрузка Рпр - Рр + Рп = 340 + 67 = 4070 Н, интенсивность равновели-
кой распределенной нагрузки на балку qo -	= 20,35Н/см.
iwVU
Подбираем сечение балки. Соответственно расчетной схеме (см. рис.
6.1, схема 2) устанавливаем коэффициент А - 0,625. Тогда расчетная нагрузка
Р-А-Рпр =0,625 -4070 = 2544, Н. По диаграмме (см. рис. 6.4) для £= 2,0 м находим
потребную жесткость EJ. По табл.6.1 принимаем балку нужных размеров сечения
НхВ.
Пример расчета. Конструктивная и расчетная схема СП для сборки руле-
вой поверхности представлена на рис.6.6. Расстояние между колоннами
£ = £} = 3600лш. Масса объекта сборки 200кг, число пар рубильников - 10,
средняя масса пары рубильников - 30 кг, общая масса рубильников МР = 300 кг.
Тогда переменная нагрузка Рпр определится
Рпр = 200+300 = 500кг = 5000Я,
которую принимаем условно равномерно распределенной (рис.6.6,б) и одинаково
между верхней и нижней балками.
При подборе сечения иижией балки к переменной нагрузке Рпр для ис-
пользования приведенных графиков определим поправочный коэффициент по
схеме 23 (см.рис.6.2) при а// = 0,1 , который будет Я = 0,145. Получим расчетную
р
нагрузку А —~ = 0,145 • 2500 = 363Я. По графику рис.6.4 для £ = 3,6jw устанавлива-
2
ем потребную жесткость EJ = 0,47 107, Нм2, а по таблице 6.1 подбираем сечение
балки из сваренных швеллеров № 4 жесткостью EJX =0,5 107,Ялг2
НхВ=180x148, мм.
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
52
Конструктивная и расчетная схемы СП
для сборки рулевой поверхности
1600	300
а - конструктивная схема СП; б- расчетная схема СП; в - принятые формы и се-
чения балок. 1 - продольная балка верхняя; 2 - продольная балка нижняя, за-
щемленная; 3 0- кронштейны; 4 - основание
Рис.6.6
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
53
При подборе сечения верхней балки принимаем схему 28 (рис.6.3). Попра-
вочный коэффициент А к переменной нагрузке определится А - АСХ11 +	• Асх21.
По расчетной схеме 11 рис.6.1 при а/^ = 0,1 имеем Асхи =0,745. По расчет-
ной схеме 27 рис.6.3, приняв жесткости балки EJ6 и колонн EJK одинаковыми
(сеч.7, табл.6.1) при средней высоте колонн A^=1,9jw,
EJ* 'Л
EJ6 =EJK = 1,75-107,Я-л<2
вылете балок относительно колонн = 600лш, получим
EJf-hcn 19
<е=	р= —= 3,17,
EJK 0,6
в результате АСХ22 = 16 + 48 • ае = 16 + 48 • 3,17 = 168.
Возможны два варианта сечений балки тип I и тип II (см.рис.6.6).
Вариант 1
1.	В первом приближении задаемся EJ\ = 1,34 107,Н м2, как шарнирноопер-
той и более нагруженной, чем защемленная нижняя балка, и определим
EJ, •£* 1,34-IO7 -0.63
—б-—\	\ ----- = 0,00072.
3 1,75  107  3,63
Поправочный коэффициент будет ЛСУ28 = 0,745+ 0,00072 х 168 = 0,805.
2
2.	Расчетная нагрузка А • Рпр = 0,805 • 2500 = 2013, Н .
3.	По графикам (см.рис.6.4) определяем потребную жесткость балки
^=1,08-107,Я^2.
Таким образом, принятая жесткость балки и тип сечения удовлетворяют
расчетным данным. Необходимость расчета по второму варианту отпадает. При-
нимаем сечение 6 (см. табл. 6.1) с размерами 240x190 мм.
По приведенной методике ведут расчет и поперечных балок.
В ряде случаев появляется необходимость расчета на устойчивость сжато-
нагруженных элементов оснастки типа стоек настилов и лестниц, домкратов вин-
товых регулируемых ложементов, прижимов и т.п. При этом достаточно вос-
пользоваться формулой Эйлера для определения критической силы Ркр сжатых
стержней [20].
Я-2 EJ .
I _ р _ _____________пип
сж кр
где	- приведенная длина стержня;
I - фактическая длина стержня;
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
54
и - коэффициент приведения длины.
При расчете, например, шарнирно закрепленных ложементов, нагруженных
сжатием, д = 1,0; для сжатого винта домкрата считаем один конец защемленным, а
другой свободно опертым // = 2; или // = 72, когда один конец жестко закреплен,
а второй принимаем шарнирно опертым.
Таким расчетом, чаще всего проверяем правильность подбора сечения по
значениям ЕУт1П.
6.3.	Подбор сечений рам (балок) по расчетным нагрузкам
В конструкторских подразделениях отделов клепально-сборочных работ
(ОКСР) предприятий отрасли при проектировании СП используют таблицы, раз-
работанные соответственно стандартам предприятия (СТП). В них учтены группа
сложности и компоновочная схема (приложение 3); габаритные размеры : дли-
на £, количество входящих раздельных рам лх£ = £, высота Я, размеры сечения
Яб хВб (балки, рамы); расчетные параметры сечения : площадь F , момент инер-
ции Jx и т.д. (табл. 6.2).
В таблице 6.2 приведены размеры сечений рам (балок) применительно к
конструктивной схеме приспособлений для сборки агрегатов и входящих в них
подсборок, с обводными (теоретическими) поверхностями, а также для лонжеро-
нов, имеющих силовые узлы систем управления (рис.6.7).
Табл.6.2 возможно использовать при расчете на жесткость приспособлений для
сборки лонжеронов без силовых узлов различных систем и для сборки панелей с
большим количеством несъемных ложементов (более 3-х) при L > 5,0м.
При этом номер швеллера необходимо брать на один меньше указанного в
табл. 6.2. Расчетные значения нагрузок и жесткость балок не приводятся.
В учебном проектировании также можно воспользоваться данными
табл. 6.2, особенно в случае разработки оснащения сборочных процессов по зада-
нию предприятия для выше приведенного назначения приспособления.
7.	РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СБОРОЧНОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
НА ПРОЧНОСТЬ
7.1.	Расчет колони
Наиболее часто колонны СП нагружаются сжимающими силами Р
(рис.7.1,а) или сжимающими силами и изгибающим моментом Миз (рис.7.1,6). Так
как размеры сечений нормализованных колонн достаточно велики, деформации
их сжатия практически ничтожны, а потому расчет на чистое сжатие не прово-
дится. Не проверяются колонны и на продольную устойчивость. При внецентрен-
Таблица для подбора сечений балок рамных приспособлений
Таблица 6.2
Длина L,m	Кол-во раздельных рам	Длина рамы	Высота рамы Н,м	Кол-во жестких связей в раме	Тип, размеры сечения рамы (балки)				Расчетные параметры сечения		
					Тип сечения	№ швеллера	Нб, мм	Вв, мм	Ft , см2	см4	Масса 1 м кг
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
22-26	4	6-7	Более 1,5	-	I	22	220	164	53,4	4220	42,0
				1-2		20а	200	160	50,4	3340	39,6
			Менее 1,5	-		20а	200	160	50,4	3340	39,6
				1-2		20	200	152	46,8	3040	36,8
18-22	3	7-8	Более 2,0	-	П	22а	240	210	99,6		78,0
				1-2		20а	220	160	82,4		64,6
			Менее 2,0	-	I	22а	220	174	57,6	4660	45,2
				1-2		22	220	164	53,4	4220	42,0
16-18	3	6-7	Более 1,5	-	I	22	220	164	53,4	4220	45,2
				1-2		20а	200	160	50,4	3340	39,6
			Менее 1,5	«•		20а	200	160	50,4	3340	39,6
				1-2		20	200	152	46,8	3040	36,8
14-16	2	7-8	Более 2,0	-	П	22 а	240				
				1-2		20а	220				
			Менее 2,0	-	I	22а	220	174	57,6	4660	45,2
				1-2		22	220	164	53,4	4220	42,0
12-14	2	6-7	Более 1,5	-	I	22	220	164	53,4	4220	42,0
				1-2		20а	200	160	50,4	3340	39,6
			Менее 1,5	-	I	20а	200	160	50,4	3340	39,6
				1 -2		20	200	152	46,8	3040	36,8
10-12	2	5-6	Более 1,5	-	I	20	200	152	46,8	3040	36,8
				1-2		18а	180	148	44,4	2380	34,8
			Менее 1,5	-		18а	180	148	44,4	2380	34,8
				1 -2		18	180	140	41,4	2180	32,6
'.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими рук;
Продолжение табл.6.2
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
8-10	2/1	4-5									
											
		8-10			П	24	260				
						24	260				
7-8	1	7-8	Более 2,0	-	П	22а	240				
				1-2		20а	220				
			Менее 2,0	-	I	22 а	220	174	57,6	4660	45,2
				1-2		22	220	164	53,4	4220	42,0
6-7	1	6-7	Более 1,5	-	I	22	220	164	53,4	4220	42,0
				1-2		20а	200	160	50,4	3340	39,6
			Менее 1,5	-	I	20а	200	160	50,4	3340	39,6
				1-2		20	200	152	46,8	3040	36,8
5-6	1	5-6	Более 1,5	-	I	20	200	152	46,8	3040	36,8
				1-2		18а	180	148	44,4	2380	34,8
			Менее 1,5	-	I	18а	180	148	44,4	2380	34,8
				1-2		18	180	140	41,4	2180	32,6
4-5	1	4-5	Более 1,5	-	I	18	180	140	41,4	2180	32,6
				1-2		16а	160	136	39,0	1646	30,6
			Менее 1,25	-		16а	160	136	39,0	1646	30,6
				1-2		16	160	128	36,2	1494	28,4
3-4	1	3-4	Более 1,25	-	I	16	160	128	36,2	1494	28,4
				1-2		14	140	116	31,2	982	24,6
			Менее 1,25	-		14а	140	124	34	1090	26,6
				1-2		14	140	116	31,2	982	24,6
Доз	1	Доз	Не зависит от высоты	-	I	14	140	116	31,2	982	24,6
				-		14	140	116	31,2	982	24,6
				-		14	140	116	31,2	982	24,6
				-		14	140	116	31,2	982	24,6
.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
57
К подбору сечений рам (балок) по расчетным нагрузкам
Рис.6.7
ном сжатии (см.рис.7.1,б) возможно перемещение точки подвески продольной
балки в результате изгиба колонны
здесь Рк - действующая на колонну вертикальная нагрузка;
Н - расчетная высота колонн;
е - эксцентриситет действующей нагрузки;
Е - модуль упругости материала колонны.
Для железобетонных колонн наиболее опасны напряжения растяжения, так
как могут вызвать трещины. Возникающие напряжения растяжения могут быть
подсчитаны по формуле
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
58
Схемы нагружения и расчета колонн
в
Рис.7.1
&расч
Р	е	Р
* К __ * к
W	F	’
пр пр
(7.2)
где Рк - действующая нагрузка;
е - эксцентриситет нагрузки;
Wnp- приведенная (к бетону) площадь сечения колонны.
Расчет производится по методикам, изложенным в курсах «Сопротивление
материалов» и « Детали механизмов и машин».
Необходимо также произвести расчет на вырывание болтов при креплении
кронштейнов к стенкам железобетонных колонн и разрыв болтов при креплении
к металлическим колоннам (рис.7.1, в).
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
59
7.2.	Расчет фиксирующих элементов
Фиксаторы, их соединение в УЭ подвергаются нагрузке, связанной с де-
формацией объекта сборки в основном от напряжений, вызванных клепкой.
Практически определить эти нагрузки невозможно, так как влияющими оказыва-
ются многочисленные факторы. Задают расчетные нагрузки из условий эксплуа-
тации СП, исходя из того, чтобы напряжения в деталях не превосходили предел
текучести сгг(сг02).
Для фиксаторов типа «ухо-вилка» Ррасч определяется из условий работы на
срез \тср ] или смятие	] - для подвижных соединений.
(7.3)
где f& - площадь сечения болта (штыря);
Тер - предел текучести материала на срез, принимаемый равным 0,6 ... 0,7
предела текучести материала на растяжение. Для таких случаев прогиб
Р -^3
1/3--—^0,1 мм .	(7.4)
EJ
При вертикальной схеме сборки и возможном прогибе верхней балки необ-
ходима проверка рубильников на устойчивость при продольном изгибе как шар-
нирноопертого сжатого стержня по методикам, изложенным в курсе «Сопротив-
ление материалов».
7.3.	Расчет элементов крепления кронштейнов
В случаях применения СП консольного типа (см. рис. 1.2) продольные балки
крепятся к кронштейнам, а они к колоннам болтовым соединением (рис.7.2).
Болты крепления 1 (схема « а») рассчи-
,	|,	" Г. Q г а	б Рис.7.2	тываются на срез от действующей силы • Рб и на отрыв от действующего мо- _ „ мента М = Рб- а; (7-4,а) ’	nd >п а = -4:~ - - ;	(7.4,6) р ^\п/2уЬ где d и dmm - соответственно диаметры гладкой части и впадин резьбы болта; п	-количество болтов в
соединении.
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
60
Полученные значения тср и <зр сравниваются с допускаемыми напряжения-
МИ <Н , <7р <[ст].
8.	ЗАВЕРШЕНИЕ РАБОТЫ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
Проверив расчетами принятые варианты конструкции элементов приспо-
собления (НСП), заканчивают вычерчивание общего вида и прорабатывают кон-
струкцию фиксаторов и прижимов. При этом первоначально рассматривают
обеспечение приспособления стандартизированными элементами [1, 2], учиты-
вают вопросы, изложенные в п.1.4, то есть оценивают и обосновывают конструк-
тивно-силовую схему СП.
Наибольшую трудность при детальной проработке СП представляет выбор
оптимальных параметров фиксаторов формообразующих (контурных) и стыка,
которые стандартизировать невозможно. Одновременно решаются вопросы вы-
бора материала.
Так, например, литые рубильники и ложементы (сплав АЛ9) (рис.8.1, в, г)
имеют толщину £ не менее 20 мм, ширину £ = 50...80лш при длине £ < 1,0л/ и
6 = 100...180лш при длине £ = 1,0... 2,5м. Шероховатость поверхности от /?а1,6
до!?212,5. Могут быть цельными (рис.8.1, в) и с законцовками (рис.8.1, д). Ру-
бильник сборной конструкции (рис.8.1, г) представляет две щеки (лист из Д16Т),
соединенные клепкой с профилем, и вкладыш. Их рабочая поверхность может
быть обклеена перкалью.
Стапельные плиты (рис.8.1, е) могут быть без каркаса (^<1,0л/) и с карка-
сом. При £<500лш имеют толщину £ = 20...25лш, при большей длине -
5 = 30...35лш, могут выполняться из стали 3.
Ряд элементов конструкции СП и параметров принимается конструктивно,
исходя из требований технологичности, обеспечения условий подхода при прове-
дении сборочных работ и т.п. Проводя компоновку СП, рассматривают возмож-
ность механизации и автоматизации сборки : подъем рубильников, установка
сверлильных агрегатов (СПА), клепальных скоб, выдвижных рабочих площадок и
т.д. (см.рис.1.1; 4.1),
Все принятые конструктивные решения необходимо обосновать, что при
проектировании СП в дипломных проектах является обязательным.
В курсовых проектах и ВКР графическая документация по проведенному
проектированию составляет 2,5 - 4 листа формата А1. В дипломных проектах
технологического направления - не менее 4,5 - 6 листов формата А1, а в случае
доведения проектирования до рабочих чертежей /спецчасть проекта/ разработка
СП может быть представлена 7-9 листами формата А1.
В последующем описании спроектированного сборочного приспособления
обязательно приводится увязка элементов СП между собой, их материал и обос-
нование его выбора, рекомендуемые методы изготовления, компоновка СП, сред-
ства механизации, вмонтированные в приспособления и т.д.
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
61
Типовые конструкции фиксаторов сборочных приспособлений
е
а - ложемент носика крыла (оперения); б - профильный фиксатор - упор; в - ру-
бильник СП для сборки панели фюзеляжа; г - рабочие поверхности контурных
фиксаторов : 1 - малкованные литые, 2 - малкованные клепаные, 3 - немалкован-
ные, 4 - с фиксирующим обводом, 5 - рубильник ножевой; д - рубильники СП
для сборки руля; е - фиксатор стыка - стапельная плита.
Рис.8.1
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
62
9.	РАСЧЕТ ОЖИДАЕМОЙ ТОЧНОСТИ СБОРКИ УЗЛА (АГРЕГАТА)
9.1.	Требования по точности, предъявляемые к планеру
летательного аппарата
9.1.1.	Требования к качеству внешней поверхности
Проектирование сборочного приспособления невозможно вести при отсут-
ствии требований, прежде всего к качеству внешней поверхности объекта сборки,
которые устанавливаются исходя из обеспечения заданных летных характеристик
ЛА и возможностей технологической системы производства. Такие требования
определяются отраслевыми стандартами:
ОСТ 102 581 - 86 - для самолетов сверхзвуковых маневренных и ограничен-
но маневренных;
ОСТ 102 507 - 84 - для самолетов дозвуковых скоростей.
Требования к качеству внешней поверхности определены из условий сниже-
ния дополнительного сопротивления, обусловленного отступлением от теорети-
ческого контура агрегатов в процессе производства [22] и выступающими в поток
деталями до 3% от значения сопротивления аэродинамически гладкого самолета
при нулевой подъемной силе [19].
Качество внешней поверхности характеризуется :
допустимыми отклонениями аэродинамических обводов от заданных теоре-
тически;
волнистостью и шероховатостью поверхности;
допустимым выступанием крепежа и элементов конструкции типа дверей,
крышек люков, створок и т.п.;
допустимыми уступами на стыках листов и агрегатов;
невписываемостью навесных агрегатов в контуры крыла и оперения.
Если обеспечение допусков на волнистость и шероховатость поверхности, на
выступание крепежа будет определяться содержанием технологического процес-
са сборки и технологической культурой производства, то выполнение других
факторов, характеризующих качество внешней поверхности, в основном будет
зависеть от точности изготовления сборочной оснастки и учитывать их при про-
ектировании СП строго обязательно.
Допустимые отклонения от заданного теоретического контура установ-
лены в зависимости от характера (зон) обтекания агрегатов самолета и приведены
на рис.9.1.
Поверхность планера сверхзвуковых самолетов делится на 2 зоны : зона 1 -
передние поверхности крыла, оперения до 60% местной хорды, фюзеляжа и мо-
тогондол до 60% их длины; зона 2 - остальная поверхность.
Для самолетов дозвуковых скоростей внешняя поверхность разбивается на
зоны 0,1,2.
Нулевая зона : передние участки агрегатов и узлов самолета, на которых
сохраняется ламинарный режим обтекания. Границы зоны зависят от качества
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
63
Разделение поверхности самолета по зонам точности
а
а - для сверхзвукового самолета; б - для самолета дозвуковых скоростей
Рис.9.1
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
64
выполнения клепки, шероховатости и волнистости поверхности, а потому раз-
личны для каждого самолета.
Первая зона:
верхняя поверхность крыла, 15% хорды нижней поверхности крыла и эле-
ментов механизации, верхняя поверхность зализа крыла и его нижняя поверх-
ность до 15% хорды бортовой нервюры [19];	t
поверхность от носа фюзеляжа до хвостового стрингера над верхней по-
верхностью крыла и до 15% хорды бортовой нервюры под плоскостью крыла;
на гондолах двигателей и пилонах - поверхность от носа до 50% их длины;
на хвостовом оперении - поверхность от носка до 50% хорды, а также по-
верхность рулей направления и высоты. На горизонтальном оперении, установ-
ленном впереди крыла, как указано выше для крыла.
Границы первой зоны могут уточняться для конкретного типа самолета, но
не должны быть менее указанных.
Как правило, их привязывают к какому-либо конструктивному элементу
планера, например, лонжерону крыла, стыковому шпангоуту фюзеляжа и т.п.
Вторая зона : вся остальная внешняя поверхность самолета.
Примером привязки зон обтекания к конкретному самолету может служить
самолет ТУ-204. Так, к 1-ой зоне относится верхняя поверхность крыла, включая
элементы механизации, поверхность предкрылков, 15% хорды нижней поверхно-
сти носков, закрылков, элеронов, зализов (рис.9.2,а). Для фюзеляжа к 1-ой зоне
относится внешняя поверхность от 1 до 60 шпангоута. Ко 2-ой зоне, кроме тради-
ционно поверхности хвостовой части, также поверхность носового обтекателя,
зоны основного шасси, зализов крыла (рис.9.2,6). Точность выполнения формы и
качества внешней поверхности представлена в табл.9.1.
Таблица 9.1
Допустимые отклонения поверхностей фюзеляжа самолета ТУ-204
№ п/п	Виды допустимых отклонений			1 зона	2 зона
1	Волнистость, к = h /1, не более			0,001	0,003
2	Смещение поверхностей (уступы, выступание, западание), h	обшивки (панели)	против потока	0,1	0,3
			по потоку	0,15	0,3
			продольные	0,2	0,4
		дверей, люков багажных	против потока	о,3	0,8
			по потоку	1,0	1,5
			продольные	1,5	1,5
		окантовки окон пассажирского самолета		-0,2	-02
3	Зазоры, 3	несъемные панели		не допускается	
		люков эксплуатационных	против потока	0,5	1,0
			продольные	0,8	1,5
		двери, люки багажные		2	2
4	Плавные отклонения от теоретических обводов, Дй, не более			1	2
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
65
Зоны обтекания самолета Ту-204

а
а - крыла; б - фюзеляжа; в - зазоры в разъемных и неразъемных соединениях
фюзеляжа: 1 - обшивка, 2 - стык панелей, 3 - дверь, 4 - дверной проем
Рис.9.2
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
66
Числовые значения допуска ёЛА на отклонение от теоретического контура
задаются по зонам для каждого конкретного самолета. Допуски могут быть сим-
метричными относительно теоретического контура и асимметричными (рис.9.3).
Примеры задания допусков на обводы
а — сверхзвуковой самолет, М = V /а » 3; б — самолет Ан-124; в — самолет Ту-204,
стык люк-обшивка; г - фюзеляж вертолета Ми-8, зона силового шпангоута
Рис.9.3
Характер их изменения в зависимости от скорости полета можно предста-
вить графиками рис.9.4.
Зависимость допуска на аэродинамические обводы от скорости полета
Рис.9.4
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
67
Аналогично задаются условия обтекания выступающих в поток деталей, в
том числе элементов крепежа. Зазоры на стыках должны быть заполнены
специальной пастой, шлицы головок винтов должны быть повернуты по потоку и
т.п. Требования к качеству внешней поверхности после окончательной отделки в
серийном производстве и ремонте определены ОСТ 1.02507-84.
9.1.2.	Допуски на геометрические размеры агрегатов и расположение
деталей каркаса
Выше приведенные отклонения от теоретического контура в сечениях яв-
ляются определяющими при расчете точности сборки и разработке ТУ на проек-
тирование СП. Задается также и максимально допустимая погрешность линейных
размеров агрегатов при их изготовлении. В табл. 9.2 приведены среднестатисти-
ческие данные допусков на длину хорды крыла А/?;. и оперения Д£>о, размаха кры-
ла Л/\и оперения Д/'о, на длину фюзеляжа Д1ф в зависимости от скорости полета
самолета. Аналогичные данные приведены в табл.9.3 по допустимым отклонени-
ям в расположении элементов каркаса планера самолета [19].
Таблица 9.2
мм
Скорость, М = Г 1а			Мк	Л<.	az, ф
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
Таблица 9.3
мм
Скорость, M = V/a	Крыло, оперение, фюзеляж			
	Расположение нервюр и шпангоутов		Расположение стрингеров на обшивке	
	силовых	рядовых	одинарной кривизны	двойной кривизны
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 шпангоутов и нервюр в ТУ оговаривается также допустимый перекос
их плоскостей, который обычно соответствует допуску на их местоположение.
Этот допуск для стыковых шпангоутов и нервюр не превышает 1,0 мм.
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
68
Допуски на взаимное расположение агрегатов ЛА указываются на нивели-
ровочной схеме по координатам нивелировочных (реперных) точек, выражаются
в допусках на взаимное положение соответствующих точек.
При проектировании сборочных приспособлений учитываются и специаль-
ные требования по точности : допуски на выполнение поверхностей стыков и
разъемов, на совпадение отверстий под стыковые болты, установку органов
управления и т.п.
9.2.	Основные понятия и формулы расчета
Вследствие производственных погрешностей, возникающих на различных
этапах изготовления сборочной единицы и входящих деталей, их действительные
размеры отличаются от предусмотренных чертежом и техническими условиями.
Причинами погрешностей являются как методы переноса размеров и методы ба-
зирования, так и погрешности изготовления сборочной оснастки. Величина по-
грешностей в значительной степени определяется схемой увязки всей используе-
мой оснастки и точностными характеристиками переноса размеров на отдельных
этапах сборки.
Для обеспечения качества изготовления собираемой конструкции разраба-
тывают схему увязки заготовительной и сборочной оснастки и производят расчет
предполагаемой точности. Эта работа является итогом разработки технологиче-
ского процесса сборки узла или агрегата.
Различают:
заданную (требуемую) точность, которую назначает конструктор ОКБ при
проектировании изделия и указывает в технических условиях (ТУ);
действительную точность, реально получаемую в результате изготовления
изделия и определяемую его измерением;
ожидаемую точность, которую предполагается получить для узла или агре-
гата в результате выбранных технологических процессов изготовления входящих
в него деталей, методов их сборки, методов изготовления и увязки оснастки и т.д.
Ожидаемую точность получают в результате аналитического расчета, вы-
полненного по определенной методике на этапе завершения проектирования тех-
нологического процесса сборки и его оснащения.
В курсовом (дипломном) проекте задачей студента является выполнение
расчета ожидаемой точности, сопоставление ее с заданной точностью на узел или
агрегат по ТУ. При неудовлетворительных результатах студент обязан внести в
технологические и конструкторские решения соответствующие изменения, кото-
рые необходимы для гарантированного получения ожидаемой точности, соответ-
ствующей заданной по ТУ. Для расчета ожидаемой точности применяется аппа-
рат теории размерных цепей, с которым рекомендуется ознакомиться по учебни-
ку [1, 4, 6]. При этом, когда необходимо произвести расчет ожидаемой точности
узла или агрегата, например, по отклонению от теоретического контура, т.е. вдоль
линии, перпендикулярной теоретическому контуру, используется теория линей-
www.vokb-Ia.spb.ru - Самолёт своими руками?!
69
ной размерной цепи. Как известно, размер замыкающего звена для линейной раз-
мерной цепи определяется по уравнению размерной цепи :
(9-1)
1=1
где - составляющие звенья размерной цепи;
£ - передаточное отношение, характеризующее влияние составляющих
звеньев на замыкающее звено. £. = +1 для «увеличивающих»
звеньев, т.е. для звеньев, величина которых увеличивает величину
замыкающего звена; £ = -1 для «уменьшающих» звеньев, т.е. для
звеньев, величина которых уменьшает величину замыкающего звена.
Если составляющие звенья размерной цепи выполнены с производственны-
ми погрешностями <5 , то замыкающее звено будет иметь погрешность, опреде-
ляемую уравнением производственных погрешностей:
.	(9.2)
1=1
Из вышеизложенного следует, что студентам при решении задачи по расче-
ту ожидаемой точности агрегата или узла необходимо составить и решить урав-
нение погрешностей замыкающего звена (9.2). При этом в качестве составляю-
щих погрешностей, образующих итоговую погрешность агрегата, следует взять
погрешности, появляющиеся на всех этапах получения Ьзам - погрешности изго-
товления деталей, агрегата и элементов оснастки, входящие в размерную цепь, а
также погрешности, возникающие от деформаций при клепке, изменениях темпе-
ратуры и т.д.
Решение уравнения производственных погрешностей (9.2) может быть вы-
полнено расчетом на максимум - минимум, когда величину ожидаемой точности
агрегата получают в случае самого худшего сочетания всех погрешностей, то есть
при их сложении. Теоретически более правильным является методика расчета,
основанная на принципах теории вероятностей. В этом случае решение уравнения
погрешностей сводится к определению двух основных характеристик погрешно-
сти замыкающего звена [5]:
Л у - координата центра группирования погрешностей сборки ;
8^ - половина поля погрешности замыкающего звена (среднеквадратичное
отклонение).
Для агрегата, например, фюзеляжа, расположение полей указанных по-
грешностей и допусков, заданных техническими условиями (ТУ), в этом случае
будет выглядеть согласно схеме (рис.9.5).
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
70
Расположение полей допуска
Рис.9.5
Как следует из схемы, верхнее и нижнее предельные отклонения замыкаю-
щего размера собранного агрегата будут равны соответственно :
ВО1 = Д1+^	(9.3)
(9.4)
Согласно теории вероятностей величины Лх и определяются по форму-
лам :
Д£=£(&Д,+£<?А),	(9.5)
1=1
>	(9-6)
где п - количество звеньев, участвующих в формировании замыкающего звена
(размера);
д. - координата середины поля допуска составляющего звена;
-	половина поля допуска составляющего звена;
-	коэффициент относительной ассиметрии распределения погрешностей
составляющего звена;
К. - коэффициент относительного рассеивания размера составляющего звена.
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
71
Для технологических процессов получения размеров, характеризующихся
нормальным (по закону Гаусса) распределением погрешностей, величины а1 и Kt
соответственно равны 0 и 1. Для техпроцессов, не имеющих нормального распре-
деления погрешностей, параметры at и Kt определяются экспериментально и
приводятся в справочных материалах.
Координата середины поля допуска составляющего звена равна
BOi+HOi
Af —	-	,
где BOi - верхнее и НО{ - нижнее предельные отклонения. При симметричном
расположении поля допуска Af = 0.
Половина поля допуска составляющего звена равна
о во.-но,
Полученные в результате расчета величины ожидаемых отклонений не
должны превышать отклонений, заданных техническими условиями на изделие.
В таблице 9.4 приведены среднестатистические данные о допустимых отклонени-
ях аэродинамических поверхностей для современных самолетов, для скорости
полета соответственно М ~ 0,75 - 0,85.
Таблица 9.4
Агрегат	Части агрегатов	Отклонения, мм
Фюзеляж	Носовая часть Средняя и хвостовая части	± 1,0 ±2,0
Крыло, стабилизатор	Передняя часть (против потока) Задняя часть (по потоку)	± 1,0 ±2,0
Киль	Центральная и хвостовая части	±2,0
Мотогондола	Передняя часть (против потока) Задняя часть (по потоку)	О гД1 сч +1 +1
9.3.	Производственные погрешности
Производственные погрешности зависят от характера переноса размеров с
первоисточника на заготовительную, сборочную оснастку и входящие в сбороч-
ную единицу детали.
Погрешности, определяющие точность выполнения собираемых изделий,
можно разделить на три основные группы, как это показано в таблице 9.5 [3,5].
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
72
Таблица 9.5
Группа	Вид погрешности	Обозначение
Погрешность ис- ходного элемента, от которого начи- нается сборка	Погрешность изготовления базовой детали (при сборке по СО)	^баз
	Погрешность изготовления приспособления для сборки	
Погрешность увязки	Погрешность взаимной увязки сборочных отверстий базовой и устанавливаемой дета- лей	Ссо(дет! - дет2)
	Погрешность взаимной увязки рабочего кон- тура приспособления и устанавливаемой де- тали	C^inp-dem)
	Погрешность взаимной увязки сборочных приспособлений	Спр (объект! - объект!)
	Погрешность увязки контура и координатно- фиксирующего отверстия детали	Сд1т(кон,-КФО)
	Погрешность увязки контура и сборочного отверстия детали	С^кон.-СО)
	Погрешность взаимной увязки контуров ба- зовой и устанавливаемой на нее деталей	с«,,.(8ет1- дет2)
Погрешности, не зависящие от ме- тода базирования	Погрешности, вызванные деформацией от клепки, сварки	
	Погрешности, вызванные температурными изменениями	8,
	Погрешности, вызванные деформациями сборочных приспособлений	8,
	Погрешности, вызванные изменением тол- щины материала	8S
Для технологических процессов изготовления самолетных деталей и эле-
ментов сборочной оснастки, а также для методов переноса размеров, применяе-
мых в современном самолетостроении, накоплены статистические данные о воз-
никающих при этом производственных погрешностях, а также о величинах а, и
X,, которые приведены в таблице 9.6.
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
73
Таблица 9.6
Обозначение этапа	Технологический процесс или метод переноса размера	Отклонение контура, мм	Отклонение между осями отверстий, мм	а1	К,
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	Фотопечать	±0,1	±0,05	0	1
ОК-ШК	Припиловка	0; -0,15	±0,1	0,5	1,4
ШК-ШВК	То же	0; +0,15	±0,1	0,5	1,4
ШК-ШРД	То же	0;+0,3	±0,1	0,5	1,4
ШРД-ШФ	То же	-0,5; 0	±0,1	0,5	1,4
ШФ-деталь	Фрезерование	±0,2	±0,2	0	1
ШК-ШОК	Припиловка	0;+0,2	±0,15	0,5	1,4
КП-ШМФ	То же	0;+0,1	±0,15	0,5	1,4
ШМФ-рубильник	То же	±0,2	-	0,5	1,4
Рубильник-ПК	Слепок	±0,1	—	0,5	1,4
ШВК-формблок	Припиловка	±0,2	±0,15	0,5	1,4
КП-ШКС	То же	-0,2;0	±0,15	0,5	1,4
шкс-кшкс	То же	0;+0,2	—	0,5	1,4
КШКС-МП	То же	0;-0,2	±0,15	0,5	1,4
ШОК-болванка	Пригонка	0;+0,2	±0,35	0,5	1,4
ПК-приспособление	Фиксация штырями	±0,1	±0,02	0	1
ИС-приспособление	То же	±0,1	±0,02	0	1
МЭ-приспособление	Фиксация штырями	±0,1	±0,1	0	1
Формблок-деталь	Штамповка резиной	0;+0,3	-	0	1
Болванка-деталь	То же	±О,5;±1,3	-	0,2	1,1
ШОК-деталь	Сверление	-	±од	0	1
ШКС-штамп	Пригонка	0;±0,3	±0,1	0,5	1,4
Штамп-деталь	Штамповка	±0,2;0	-	0,2	1,1
МП-КЭ	Слепок	0;+0,1	±0,1	0	1
КЭ-МЭ	То же	-0,1;0	±0,1	0	1
ШК-ШГП	Припиловка	0;+0,2	-	0,5	1,4
ШГП-пуансон	То же	±0,2	-	0,5	1,4
Пуансон-деталь	Гибка на ИГР	0;+0,5	-	0,2	U
Кондуктор-деталь	Сверление	-	±0,05	0	1
СЧПУ-шаблон	Мех. обработка	±0,1	±0,1	0	1
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
74
Продолжение таблицы 9.6
1	2	3	4	5	6
СЧПУ-рубильник (СЧПУ-ложемент)	То же	±0,15	-	0	1
ШКС-копир	Припиловка	0;+0,2	-	0,5	1,4
Копир-обшивка	Штамповка - гибка	+0,5;+1,5	-	0,2	1,1
ШВК-макетный шпангоут	Припиловка	+0,2	±1	0,5	1,4
ПК-макетный шпангоут	Разметка отверстий	+0,1	±0,1	0,5	1,4
9.4.	Влияние метода базировании на точность сборки
9.4.1.	Сборка с базированием на внешнюю поверхность («от обшивки»)
При этом методе базирования деталь, образующая внешний обвод агрегата
или узла (например, обшивка или профиль для соответственно фюзеляжа или
шпангоута), прижимается к фиксатору наружного контура (ложемента, рубиль-
ника) сборочного приспособления специальными прижимами и в этом состоянии
осуществляются установка и крепление остальных элементов сборки. В этом слу-
чае погрешность выполнения внешнего контура агрегата или узла определяется
уравнением
Sc6 ~Snp+ Зуст +	+	+	,	(9.7)
где ёс6 - погрешность готовой сборки;
ёпр - погрешность сборочного приспособления;
ёуст - погрешность установки самолетной детали на базовый элемент оснаст-
ки, как, например, величина местного зазора между рубильником и об-
шивкой после установки прижимов;
ёкя,ё/,ё1- соответственно погрешности, вызываемые клепкой, деформацией при -
способления, изменением температуры.
Для расчета ожидаемой точности сборки следует приближенно принять
сумму последних погрешностей, равной 40% от общей погрешности сборки, т.е.
^,^,£,=0,4^.
В этом случае получим
0,6^=^+^.	(9.8)
В свою очередь величина ё получается из первоначально имеющейся по-
грешности взаимной увязки контуров детали и приспособления, обусловленной
допусками на их изготовление (т.е., например, максимальная величина зазора
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
75
между рубильником и обшивкой в ее свободном состоянии), которая впоследст-
вии уменьшается за счет установки вышеупомянутых специальных прижимов и
превращается в ряд местных зазоров между приспособлением и деталью (рубиль-
ником и обшивкой в ее прижатом состоянии). Вышеизложенное отражается
уравнением:
Зуст = Скон ~	 Кприж ,
где С (пр.-дет) - погрешность взаимной увязки контуров
приспособления и детали;
Кприж - коэффициент прижима, отражающий уменьшение величины
погрешности установки за счет установки спец, прижимов.
Ясно, что при увеличении количества прижимов детали к приспособлению
величина погрешности установки уменьшается. В таблице 9.7 приведены величи-
ны К в зависимости от количества прижимов в приспособлении.
Таблица 9.7
Кол-во прижимов	2	3	4	5	7	8
/ // пр ' ' дет	0,9	0,5	0,33	0,25	0,18	0,15
к приме.	0,85	0,6	0,5	0,3	0,2	0,1
£дет - длина детали;
£пр - расстояние между соседними прижимами.
Итоговая формула для расчета ожидаемой погрешности сборки, выполняе-
мой методом «от обшивки», будет иметь вид :
С	S*P+Cкон. (.пр- дет)- К,1риж
=---------------------- • (9’9)
Этой формулой следует пользоваться при расчете погрешностей для узлов
типа нервюр, шпангоутов, лонжеронов, собираемых в сборочных приспособлени-
ях, имеющих фиксаторы (ложементы, рубильники) внешнего контура, так как об-
водообразующие детали этих узлов могут быть прижаты к фиксаторам, а также
агрегатов, для которых имеется технологическая возможность ведения сборки от
«обшивки».
9.4.2.	Сборка по сборочным отверстиям
При этом методе сборка происходит без приспособления. Поэтому в каче-
стве исходного элемента, от которого ведется сборка и происходит накопление
погрешностей, берется одна из деталей конструкции самолета (базовая).
Так, для сборки по СО стенки 3 нервюры с двумя (дет.1, дет.2) поясами
(рис. 9.6) уравнение ожидаемой погрешности узла по размеру от верхнего до
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
76
К расчету точности сборки по сборочным отверстиям
В
а - элементы конструкции нервюры; б - соединение по СО; в - погрешность
детали «пояс»
Рис.9.6
нижнего пояса по сечению А-А будет иметь вид :
+ С^, (кон - СО) + С^2 (кон - СО) + 8„ + 26^ ,	(9.10)
где	8^ - погрешность базовой детали (стенки);
См (кон -СО), Сдет2 (кон - СО) - погрешности увязки контура и СО первого
и второго пояса, фиксированных штырем 4;
- погрешность от клепки;
28^ " погрешность фиксирования базовой и
устанавливаемой деталей (зазор между
отверстием и штырем фиксатора,
смещение осей Д0.
При сборке по СО считается, что две последние погрешности составляют
до 30% погрешности сборки, т.е. ^ + 2^ =0,3^.
Таким образом, итоговое уравнение примет вид :
$ — $6(0 + ^дет^	~ СО) + (кон—СО)	(911)
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
77
При сборке агрегата из узлов, собранных по СО (например, крыла с базой
на собранные лонжероны) компенсация при установке обшивки невозможна. По-
этому погрешность собранного таким образом крыла будет иметь вид :
С, _ 6^ +	(КОН — СО) 4- Сдет2(кон — СО) + 26s
-	0>7	f	V •	7
где 6S - погрешность толщины обшивки.
9.4.3.	Сборка по КФО
При этом методе сборка происходит в приспособлении, которое является
базовым элементом для последующей установки деталей самолета и соответст-
венно накопления погрешностей.
Так, для сборки в СП 1 по КФО агрегата, например, мотогондолы (рис.9.7),
состоящей из обшивки 2, дуг шпангоутов 3,4 (детали 1,2), уравнение погрешно-
стей будет иметь следующий вид:
=snp +Сдет}^он-КФО) + Сдет2(кон~КФО) + 6/ + 6t + 26^K + 6^ +6S #
Сборка по КФО
Рис.9.7
Приняв, что 6f+6t + 26 +6^= 0,56 сб , получим общее уравнение погреш-
ности диаметра мотогондолы;
+ О deml (КО» - КФО) + Сдет2 (КОН ~ КФО) +
~	0,5
(9.13)
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
78
9.4.4.	Сборка с базой на внешнюю поверхность каркаса
Метод используется для изготовления агрегатов или их секций. При этом в
стапель сборки агрегата устанавливаются узлы 1,2, ранее окончательно изготов-
ленные в приспособлениях с базой на внешнюю поверхность (от обшивки). Бази-
рование узлов производится по имеющимся в стапеле агрегата и самолетных уз-
лах координатно-фиксирующим отверстиям 3. Установленные этим образом уз-
лы накрываются обшивкой 4, которая прижимается усилиями У (рис.9.8).
Сборка на базе «каркас»
а - с использованием КФО; б - с использованием рубильников
Рис.9.8
Так, например, собирается фюзеляж, когда в стапель его сборки по КФО
первоначально устанавливается ряд шпангоутов, предварительно изготовленных
в сборочных приспособлениях с базой (по рубильникам) по внешнему контуру, а
затем они накрываются и скрепляются обшивкой.
В этом случае компенсация погрешностей за счет установки прижимов не-
возможна, т.к. жесткость собранных шпангоутов очень велика. Более того, к по-
грешностям изготовленных шпангоутов добавляются погрешности увязки стапе-
ля сборки фюзеляжа (объект 1) и приспособления для сборки шпангоута (объ-
ект 2), а также погрешности толщины обшивки. Тогда формула (9.9) ожидаемой
погрешности сборки фюзеляжа примет вид :
„ ^прмп. +	{прлип. - дет.шп.) + С (объект! - объект!) + 6S
sa=--------------------------------------------------- ,	(9.14)
гДе 8пршп. ~ погрешность приспособления для сборки шпангоута;
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
79
Скон (пр.шп. - детлип.) - погрешность увязки контуров приспособления для сборки
шпангоута и устанавливаемой в нем детали (например,
профиля) шпангоута;
Спр(объект\-объект!) - погрешность взаимной увязки между стапелем сборки
фюзеляжа и приспособлением для сборки шпангоута.
Используется также сборка каркаса с базой по рубильникам 1 (рис.9.8,6), к
которым прижимаются усилиями N пояса 2 (нервюр, шпангоутов). Затем пояса
соединяют с другими деталями каркаса 3, получая жесткую конструкцию. На
каркас ставят обшивку.
9.5.	Последовательность выполнения расчета ожидаемой точности сборки
При выполнении сборочных работ, когда необходимо соединить, например,
детали А и Б, первостепенное значение приобретает не столько точность их раз-
меров, сколько величина рассогласования этих размеров или, как говорят, сте-
пень их увязки.
Так, если точность изготовления двух элементов А и Б, соединяемых между
собой в узел, характеризуется их погрешностями изготовления 3А и <5Б, равными
разности между их действительными (Ад, Бд) и номинальными размерами
(Лй Бн):
” Лд — Ан ,	8Б — Бд — Бн ,
то погрешность их увязки Са-б характеризуется разностью погрешностей их
изготовления :
Са-б = $а- $б ,
Для уменьшения погрешности увязки в самолетостроении широко приме-
няется принцип связанного изготовления самолетных деталей между собой, а
также этих деталей с технологической оснасткой, Это означает, что, начиная с
первоисточника, на определенных (обычно начальных) этапах изготовления про-
исходит одинаковое накопление погрешностей для этих элементов, что не вызы-
вает погрешности их увязки.
Общее же число этапов изготовления элементов и их характер зависят от
принятой технологической последовательности, которая записывается в форме
так называемой структурной схемы увязки технологической оснастки [5,19].
Например, для эталонно-шаблонного метода увязки оснастки структурная
схема выглядит:
<7 МЭ -> сборочное приспособление
ТП^КП^ШКС^КШКС^ЭП^КЭ^
пуансон -> деталь (обшивка)
где этапы ТП КП ШКС -> КШКС ЭП —> КЭ являются связанными для
разных элементов.
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
80
Для координатно-шаблонного метода увязки структурная схема запишется
так:
рубильник
ШМФ	—
рабочий
шаблон
рама
приспособления
ИС
штамповая
оснастка
приспособление
для сборки
деталь
рама
где этапы рубильник + приспособления отражают изготовление частей
ПК	ИС
сборочной оснастки соответственно на плаз-кондукторе (ПК) и инструменталь-
ном стенде (ИС), погрешности которых складываются (по Гауссу) в погрешность
изготовленного сборочного приспособления.
Для бесплазового метода увязки структурная схема будет выглядеть :
заготовка ШМФ рубильник балка приспособление
СЧПУ^ рубильника СЧПУ ПК + ИС для сборки
^рабочий шаблон рабочая оснастка деталь
Из структурной схемы следует, что для определения погрешности изготов-
ления детали или приспособления необходимо учитывать (суммировать по мето-
ду Гаусса) погрешности на связанных этапах с погрешностями несвязанных эта-
пов соответствующей ветви структурной схемы. Например, при эталонно-
шаблонном методе погрешность стапеля определяется погрешностями на этапах
ТП -> КП -> ШКС -> КШКС ЭП КЭ ->МЭ -> стапель.
При определении погрешностей увязки деталей между собой или детали с
приспособлением суммируются (по Гауссу) погрешности несвязанных этапов по
обеим ветвям. Например, погрешность увязки между стапелем и обшивкой при
эталонно-шаблонном методе определится на этапах :	,
КЭ пуансон деталь + КЭ -> МЭ сборочное приспособление
При выполнении практических расчетов ожидаемой точности сборочных
единиц (узлов, агрегатов) студентам следует руководствоваться следующей по-
следовательностью :
а)	в соответствии с выбранным техпроцессом сборки составляется струк-
турная схема увязки оснастки, где в одной ветви отражаются все этапы получения
(переноса) размеров для участка самолетной детали (поверхность или отверстие),
точность установки которой следует проверить при расчете (например, наружная
поверхность обвода шпангоута), а по другой ветви - этапы получения сборочного
приспособления, а именно того фиксирующего элемента, например, рубильника,
по которому базируется упомянутая деталь.
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
81
Структурная схема может также составляться для двух сборочных приспо-
соблений (обычно приспособление для узла и приспособление для агрегата, куда
устанавливается этот узел) с целью определения погрешности их увязки между
собой или двух стыкуемых деталей.
Следует учесть, что описанные выше структурные схемы увязки оснастки
являются основными в производстве летательных аппаратов. Однако при выпол-
нении проекта могут быть использованы и другие методы монтажа оснастки (по
координатным плитам, с помощью координатно-оптических и лазерных систем).
Поэтому при разработке схемы увязки студент должен иметь в виду, что ее необ-
ходимо составить конкретно для заданной сборочной единицы и принятого мето-
да монтажа оснастки.
б)	по таблице 9.6 определяются погрешности на всех этапах получения раз-
-0,1
меров и записываются над стрелками этапов. Например, запись ТП~±КП говорит,
что на этапе получения конструкторского плаза из теоретического плаза появля-
ется погрешность - 0,1 мм.
в)	составляется таблица 9.8 по нижеуказанной форме, куда для каждого
этапа переноса размеров вносятся величины и К, , которые определяются
по таблице 9.6.
Таблица 9.8
№ п/п	Обозна- чение этапа	Техноло- гический процесс	Откло- нение, мм	st мм		А, мм	а1	Kt	мм	^8, а, ММ	к> По м Й к>
											
Далее вычисляются и вносятся в таблицу величины Д,-^,
• А2  К? , являющиеся составными частями формул (9.5) и (9.6).
г)	В зависимости от выбранного метода базирования вычисляются погреш-
ность исходного элемента (базовой детали или сборочного приспособления), по-
грешность увязки и по соответствующей формуле (см.п.9.4) ожидаемая погреш-
ность сборки.
Так, при базировании от обшивки для формулы (9.9) :
погрешность сборочного приспособления будет составлять = Д^ ±
где Д^ - координата центра группирования погрешности приспособления и -
половина поля погрешности (допуска) приспособления. Их следует вычислить по
формулам (9.5) и (9.6), в которые в качестве суммируемых компонентов Д( • £,
& - <5,  а{9 £ • 8* • К? необходимо из таблицы 9.8 взять величины для этапов, уча-
ствующих в формировании погрешности приспособления. Например, для эталон-
но-шаблонного метода — по этапам ТП —> КП —> ШКС —> КШКС —> ЭП —> КЭ —>
МЭ -> приспособление; погрешность взаимной увязки контуров приспособления
и детали будет Скт^_^ = где величины и 8^ рассчитываются по
формулам (9.5) и (9.6) для несвязанных этапов по обеим ветвям структурной схе-
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
82
мы. Так, при эталонно-шаблонном методе для этапов КЭ -> пуансон —> деталь +
КЭ -> МЭ -> сборочное приспособление погрешность обшивки Ss следует брать
из сортамента на применяемый материал.
9.6.	Примеры расчета точности сборки
Пример 1, задача :
Требуется рассчитать ожидаемую точность сборки фюзеляжа, при усло-
вии, что заданный по ТУ допуск на отклонение его от теоретического контура
^фюз.ТУ — ± 2 ММ.
Дано : Фюзеляж собирается в стапеле сборкой от каркаса. В качестве кар-
каса используются шпангоуты, устанавливаемые в стапель с базой на фиксаторы
К ФО. Обшивка - лист толщиной S = 2±0,1 мм. В свою очередь шпангоуты изго-
товляются в сборочных приспособлениях (далее - приспособлениях) с базой по
наружному контуру и с фиксацией по КФО.
Стапель представляет собой единую балку с залитыми на инструменталь-
ном стенде фиксаторами КФО. Приспособление для сборки шпангоута состоит из
каркаса с фиксаторами КФО, изготовленного на ИС, и съемных рубильников, ра-
бочая поверхность которых выполнена по наружному контуру шпангоута.
Решение :
Расчет выполним по следующей схеме :
вначале определим с каким допуском должен быть изготовлен шпангоут в
приспособлении, чтобы он, будучи установленным в стапель и собранным с об-
шивкой, обеспечил бы погрешность фюзеляжа не более допуска, заданного по
ТУ, т.е. ±2 мм;
далее выполним расчет ожидаемой точности сборки шпангоута в приспо-
соблении и сравним ее с рассчитанным выше допуском.
Исходя из обеспечения заданного допуска на фюзеляж, допуск на наруж-
ный контур шпангоута должен составить
^шп.ТУ фюз.ТУ Спр(фюз-шп) S ’
т.е. должен быть уменьшен на величину погрешности толщины обшивки	и по-
грешность увязки стапеля и приспособления С пКфюу_и1П).
Для расчета С^,.^ = Д составляем структурную схему увязки ос-
настки по плазово-инструментальному методу :
приспособление
±од -ол ±0,1	±0,2 рубильник ±0,1 каркас г
ТЧ -» ТП -»КП -> ШМФ -> ПК +-> ИС -> для сборки
шпангоута
\^±o,i
стапель
ИС
где записи рубильник . каркас , стапель означают, что упомянутые
ПК	ИС	ИС
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
83
элементы изготовлены на соответствующем оборудовании.
По таблице 9.6 определяем погрешности на всех этапах изготовления ста-
пеля и приспособления, вычисляем величины Af •£, <£ -ц , £ и
вносим эту информацию в таблицу 9.9.
Таблица 9.9
Этапы	Откло- нения	8„ ММ	6	А/ > мм	ai	к,	&-д< мм	^8,-at мм	мм2
тч-тп	±0,1	0,1	1	0	0	1	0	0	110’2
ТП-КП	-0,1 ;0	0,05	1	-0,05	0	1	-0,05	0	0,2540'2
КП-ШМФ	0;+0,1	0,05	1	0,05	0,5	1,4	0,05	0,025	0,4640'2
ШМФ-рубильник	-0,2;+0,2	0,2	1	0	0,5	1,4	0	0,1	7,84-Ю'2
ИС -> каркас	-0,1;+0,1	0,1	1	0	0,5	1,4	0	0,05	1,96-Ю'2
тлт . стапель тч^ ИС	-0,1;+0,1	0,1	1	0	0,5	1,4	0	0,05	1,96-Ю’2
Для определения погрешности увязки берем все несвязанные этапы.
Координату середины поля погрешности увязки оснастки вычислим по
формуле (9.5):
Д	= -0,05 + 0,05 + 0,025 + 0,1 + 0,05 + 0,05 = 0,225 мм .
пр(фк>3—ШП)	7	*
Половину поля погрешности увязки оснастки определим по формуле (9.6) :
= ±л/0 + 0,25 + °>46 + 7’84 + 1,96 + *>96)  Ю'2 = ±0,367 мм .
Таким образом, назначенный допуск на сборку шпангоута составит:
8тТУ = ±2 - (O.22510-367) - (±0,1) =+g| мм .
Ожидаемую точность сборки шпангоута, собираемого в приспособлении с
базой от наружного контура («от обшивки») определяем по формуле (9.9) :
s .	.1/
-	_ U„р I-'кон(пр-дет) * г'-приж.
Для расчета	составляем структурную схему увязки ос-
настки, где в верхней ветви отразим этапы изготовления приспособления, а в
нижней - профиля шпангоута:
± 0,2	-	± 0,1
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
84
±0,1
<	-0,15	+ 0,2	±0,2	+0,5
ОК -> ШК -> Ш111 -> пуансон -> профиль
По таблице 9.6 определим погрешности на вновь появившихся этапах, све-
дя всю информацию в таблицу 9.10 (можно продолжить предыдущую таблицу)
Таблица 9.10
Этапы	Откло- нения	8„ ММ		Д,, мм	ai	к,	ММ	6 мм	мм2
кп-ок	-0,1;+0,1	0,1	1	0	0	1	0	0	llff2
ок-шк	-0,15;0	0,075	1	-0,075	0,5	1,4	-0,075	0,0375	1,1-lff2
шк-шгп	0;+0,2	0,1	1	0,1	0,5	1,4	0,1	0,05	1,96-Ю'2
ШГП-пуансон	-0,2;+0,2	0,2	1	0	0,5	1,4	0	0,1	7,8410’2
пуансон- профиль	-0;+0,5	0,25	1	0,25	0,2	1,2	0,25	0,05	9-Iff2
Для определения погрешности сборочного приспособления 5пр берем все
этапы его изготовления. Тогда координата середины поля погрешности приспо-
собления, вычисленная по формуле (9.5) составит :
Д = -0,05 + 0,05 + 0,025 + 0,1 + 0,05 = +0,175 ММ,
Половина поля погрешности приспособления, вычисленная по формуле
(9.6), составит:
б* = ±V(1 + 0,25 + 0,46 + 7,84 + 1,96)  Iff2 = ±0,339 мм ,
Таким образом, погрешность изготовления приспособления будет :
$пр = +ОД75±0,339 ММ,
Далее рассчитаем погрешность увязки контуров приспособления и профиля
шпангоута, для чего возьмем все несвязанные этапы по структурной схеме. Коор-
дината середины поля погрешности увязки контуров элементов по формуле (9.5)
будет:
Д кон(пр_дет) = 0,05 + 0,025 + 0,1 + 0,05 - 0,075 + 0,1 + 0,25 + 0,0375 + 0,05 + 0,1 + 0,05 = +0,737,
а половина поля погрешности увязки контуров по формуле (9.6) составит :
= ±->/(0,46 + 7,84+1,96 +1 +1,1 +1,96 + 7,84 + 9)-10 '2 = ±0,558 мм.
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
85
Тогда, погрешность увязки контуров приспособления и профиля шпангоута
будет равна:
С^^^+0,737*0’558 мм
Подставляя найденные значения погрешностей в формулу (9.9) и приняв
коэффициент прижима Клриж равным 0.1 (профиль шпангоута притянем восемью
прижимами к рубильнику приспособления) (см.рис.9.8), получим искомую ожи-
даемую погрешность сборки шпангоута:
= + 0,175*°’339 + (0,737*° 558)  0,1 +1,071
йшплж-	0 6	-0,245 *
Сравнивая ожидаемую погрешность с назначенным допуском на сборку
шпангоута, приходим к выводу о правильности принятых решений по построе-
нию технологического процесса, применяемой оснастке и способам ее увязки.
Пример 2 : Панель отсека Ф-5 самолета ТУ-204 базируется в стапеле сборки
отсека по внешнему контуру обшивки на рубильниках 87а, 88 и на каркас шпан-
гоутов 86а и 89. Допуск на отклонение обвода обшивки ±1,0 мм.
При связанном изготовлении деталей и расчетно-плазовом методе увязки
составляем структурную схему:
руб/ИС 10 > стапель
±0,15
/ руб/ИС ±0,1> приспособление для
/^>7	сборки панелей
ММ —> прогр, 0,0>СЧГГУ “ лож /ИС ±0>1> приспособление для
\	сборки шпангоутов
пуансон +0’\, обшивка
матрица +0,5> профиль шпангоута
Точность выполнения аэродинамического контура определится уравне-
нием (9.7)
^сб &пр + кон(пр.-детп) * ^приж + ^кл + f +	•
Чтобы установить погрешность увязки сборочных приспособлений для
сборки фюзеляжа и шпангоута, используем структурную схему
руб/ИС ±0>1> стапель
ММ—прогр.—
±0,15
±0,15
руб/ИС ±0>1^ приспособление для
сборки шпангоута
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
86
Дпр(фюз-шп) 0 ,
^(фт-т) = ±-j2-0,152+2-0Д2 = ±0Д55лш.
Тогда, допуск на сборку шпангоута получим :
6шп =±1± 0,255 = ±0,745лш ,
Для определения ожидаемой точности сборки шпангоута рассчитываем
а) точность СП согласно структурной схеме (нижняя ветвь)
=° ; 8Ъг =±7о>152+о,12 =±о,18лш ; ё„р = (0±0,18)лш ;
б) погрешность увязки
руб/ИС ±од> приспособление
СЧПУ
матрица ±0,5> профиль
±0,15
При расчете имеем:
ДЕия = 0,25 + 0,2 • 0,25 + 0 = О.Злш ,	= ±Vo,152 -2 + 0,12 +1,22-0,25 = ±0,354лш,
где а = 0,2 , К = 1,2 (см.табл.9.6).
= (0,3± 0,354)лш.
Учитывая ёю,+ё/+ё,=	= 0,1 (при8прижимах,табл.9.7)получаем
_	(О ± 0,18)+(0,3 ± 0,354) 0,1
Замп=  ---------------------L----= (0,05 ± 0,359)лш
0,6
Определяем ожидаемую точность сборки панели
сбпан пр СКОн(пр-дет) ^приж.
а) точность приспособления для сборки панелей согласно струюурной схеме
СЧПУ ±од> руб/ИС 1 °*> приспособление для сборки панелей
ДЕлр =°> 51.пр =±о,18лш , бпр =(0±0,18)лш ;
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
87
б) погрешность увязки
СЧПУ
пуансон ±0,> обшивка
руб/ИС ±од> приспособление
Скои(пр-дет) ~ (0,3 ± О,354)ЛШ .
в) при 11 прижимах Кприж = 0,1.
U,о
Погрешность сборки панелей отсека Ф-5 от каркаса шпангоута
= (0,05 ±0,359)+(0,05 ±0,359)+(0 ±0,18),
ВО = 0,1 + 0,898 = 0,998
НО = 0,1 -0,898 = -0,798
ЪЗ = 1,698
что меньше 3^ = 2лш(± 1,0лш).
Безусловно, в учебном пособии нет необходимости рассматривать примеры
расчетов точности сборки при всех методах увязки и базирования элементов кон-
струкции в сборочном приспособлении. Студенты обязаны проявлять инициативу
и самостоятельно принимать решения по оценке качества спроектированной ими
технологической оснастки и обеспечению заданной точности сборки узлов и аг-
регатов самолета.
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
88
Приложение 1
для образца
Согласовано	Утверждаю
Главный специалист	Главный инженер
«__»200 ... г.	«___»200 ... г.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
на проектирование нестандартного оборудования
№355-400/272	200...г
Приспособление для сборки шп. 1 НОЧ 1.4000.0901.500.000
Цех - заказчик......................  Основание.............................
Согласовано:
ООТ и ТБ :__________________________________________________________________
(технические требования)
(должность)	(подпись, дата)	Ф.И.О.
У ГК:________________________________________________	____________________
———————————(технические требования)
(должность)	(подпись, дата) '	'	Ф.И.О.
Другие службы :_________________________________________ ____________________________
(технические требования)
(должность) '	" (подпись, дата)	Ф.Й.О.
1.	Наименование, краткая характеристика оборудования Приспособление для
сборки utn.l (дается характеристика.....); вскрытие б отв, под а/гайки креп-
лемиялокапюрв md,AS22zl.QzlQLnp. конду^ору_____________________________
2.	Наименование операции (работы), подлежащих выполнению Установка и
фиксация пояса шп.1, вых, на ТКФ, установка и фиксация..._______________
3.	Условия обработки или работы Шпангоут собирается в вертикальном
положении, закладка деталей ....
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
89
4.	Требования к конструкции :
а)	вариант использования________________________________________________________
б)	место установки______________________________________________________________
в)	основные требования по эстетике и эргономике
г)	основные требования к конструкции____________________________________________
( приведены в приложении на 3-х листах с эскизами и пояснениями:
1.	Технологическая последовательность сборки и основные требо-
вания к конструкции приспособления;
2.	Фиксирующие элементы приспособления и кондукторы;
3.	Общие требования.)
5.	Требования техники безопасности, пожарной безопасности
6.	Технико-экономическое обоснование_______________________________________________
7.	Наименование технической документации
8.	Эскизы прилагаются на ... листах формата ....
Тех. задание разработали:
Согласовано :
Начальник КБ разработчика____________________________
Начальник отраслевого отдела
Техническое задание принял_______________________
(подпись, дата) Ф.И.О.
Примечания : (приводятся пояснения по согласованию
и специальным требованиям)
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
90
Приложение 2
для образца
Научно-исследовательский институт
технологии и организации производства
НИАТ
Утверждаю
(Руководитель органа
заказчика)
Утверждаю
(Руководитель органа
разработчика)
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ №
на разработку конструкторской документации опытного образца
специализированного технологического оборудования
Волочильно-прокатная установка для изготовления профилей из листа (ВПУ)
(наименование и шифр по тшгажу)	Л Л
Вид образца (опытной партии) опытно-промышленный
Предприятие-заказчик____________________________________________________
Предприятие-разработчик_________________________________________________
Предприятие-изготовитель _______________________________________________
Источник финансирования, основание______________________________________
(наименование, иомер документа, дата)
1.	Перечень НИОКР и других работ, обосновывающих необходимость проведения
разработки заказываемого образца требования производства
2.	Перечень экспериментальных образцов (макетов), на базе которых выполняют
заказываемый образец установка модели ВПУ -120 /7,0
3.	Детали, подлежащие обработке на заказываемом образце специализированного
технологического оборудования
3.1.	Наименование деталей профили из листовых заготовок
3.2.	Требования к деталям по прочности, точности, шероховатости поверхности
и т.д., обеспечиваемые заказываемым оборудованием сгв » ав листа +10%,
точность 11-12 квл, R.2(Ra) определяется качеством поверхности листа.
3.3.	Заготовка детали лист ОТ4-1, ОТ4, лента рулонная 1451,1441, 1430, длина
не менее 1500...4000 мм
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
91
3.4.	Качество заготовки детали (физико-химические и др. свойства: прочность,
твердость, шероховатость поверхности) <те = 600-1000Л/77а , точность реза
заготовки Вч ±0,2лш; точность по толщине листа — по ГОСТу.__________
3.5.	Особые технические условия на заготовку
4.	Технические требования на заказываемый образец оборудования :
4.1.	Перечень технологических операций, подлежащих выполнению : формо-
образование корытного профиля из плоской заготовки; калибровка про-
филя после окончательного формообразования; гибка профиля по радиусу
4.2.	Условия и режимы работы скорость профилирования - не менее 6,0-8,0
м/мин, в холодном состоянии, без смазки_____________________________
4.3.	На каком оборудовании вышеуказанные операции выполняются пресс
гидравлический, модель 1330, с нагревом, в штампах (Ti сплавы);
ВПУ-120 /7,0—А1 сплавы, Al-Li сплавы._______________________________
4.4.	Условие эксплуатации (использования) :_________________________
мощность электрооборудования N = 6-7 кВт;________________________
производительность — оптимальная — 250... 300 м/ч;_______________
точность — не ниже 12 квл;_______________________________________
долговечность — без капитального ремонта 2 года;_________________
безотказность — обеспечивается при до 1200 МПа._________________
4.5.	Требования к технологичности заказываемого образца оборудования: бло-
чность. широкая нормализация и унификация узлов и деталей: компоновка
на единой раме; соединение - сварка, болтовое_______________________
4.6.	Требования безопасности при монтаже, эксплуатации, обслуживании
4.7.	Эстетические и эксплуатационные требования окраска - серый цвет;
положение оси профилирования -Н = 1000-1100 мм; отсутствие острых
углов, ограждение вращающихся и движущихся частей съемным экраном.
4.8.	Требования к патентной чистоте_________________________________
4.9.	Экономические показатели заказываемого опытного образца:
ориентировочная экономическая эффективность : от внедрения одного
образца -1250-1600руб/год;
срок окупаемости затрат на разработку и освоение производства:
	в течение года;_________________________________________________
лимитная цена : ориентировочно 40-50 тыс.руб;_______________________
экономические преимущества по сравнению с лучшими отечественными и
зарубежными образцами (аналогами) : снижение металлоемкости в 1,5 -2
раза, приведенных затрат в 2-3 раза; повышение качества (точности
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
92
размеров по сечению) — на 2 квалитета; универсальность._____________
5.	Стадии разработки конструкторской документации : 1. Эскизный проект.
2.	Технический проект. 3. Разработка рабочих чертежей
6.	Состав (комплектность) конструкторской документации : 1. Общий вид ВПУ.
2.	Сборочные чертежи формующего устройства и узлов ВПУ. 3. Электричес-
кая схема ВПУ. 4.Рабочие чертежи деталей. 5.Рабочие чертежи комплекта
формующего инструмента. 6.Паспорт ВПУ, инструкция по эксплуатации.
7.	Дополнительные данные и конструктивные требования, предъявляемые к
образцу оборудования : 1. Количестворабочих кчвтей - 5-6 2. Создание осе-
вого подпора и калибрующего растяжения на основных формующих перехо-
дах, 3.Гибка по радиусу, RU4<250 мм с одновременной калибровкой. 4.Воз-
мужность индивидуальнойрегузшровки межцентрового расстояния валов
по вертикали на Зи-4и мм, 5.Возможность отключения основных форму-
ющих роликовых пар при непрерывном про^тчировании заготовки.__________
8	.Приложения к техническому заданию (ТЗ).
Тех. задание разработали :
Согласовано: ______________________________
Рассмотрено:
На техническом совете предприятия-заказчика_________________________________
На научно-техническом совете разработчика___________ _______________________
(№ протокола, дата)
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
Приложение 3
КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ
и компоновка сборочных приспособлений
для сборки самолетных конструкций
Продолжение прил. 3
4650
Стапель сборки киля (группа сложности 6-ая)
1 - блок колонн; 2 - установочный элемент; 3 - ложемент (рубильник); 4 - балка верхняя, продольная;
5 — объект сборки; 6 — технологический компенсатор; 7 — стойка; 8 — колонна; 9 — основание; 10 — плита стыка
Рис.1
.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
Продолжение прил. 3
Стапель для сборки консольной части ЦЧК (группа сложности 4-ая)
1 - опора вспомогательная; 2 - ферма несущая; 3 - блок колонн; 4 - ферма фиксирующая; 5 - установочный
элемент (УЭ); 6 - ложемент; 7 - балка верхняя; 8 - опора промежуточная; 9 - балка наклонная
Рис.2
.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
96
Продолжение прил. 3
I960
Приспособление для сборки бортовой нервюры (группа сложности 4-ая)
1 - рама сварная; 2 - упоры; 3 - фиксаторы; 4 - штанга съемная фиксирующая;
5 - опора; 6 - домкраты регулируемые
Рис.З
Приспособление для сборки створки
1 - устройство поворотное; 2 - рама поворотная; 3 - фиксаторы-
кронштейны; 4 - стойка
Рис.4
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
97
Элементы технологического оснащения,
включенные в стандарты предприятия
Приложение 4
Обозначение стандарта	Наименование стандарта	Конструктивное исполнение (общий вид)
1	2	3
СТП 687.07.0177-80	Болты ступенчатые	fh flAp	ПТЬ”	"vm Ill
СТП 687.07.0180-80	Болты прижимные	
СТП 687.07.0181-80	Штырь-болты	j	jjr	"В * 1
СТП 687.07.0185-80	Прижимы пружинные с	
	Г-образным болтом	
		
		
СТП 687.07.0187-80	Прижимы пружинные	
		1 / ^1
		
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
98
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.	Бойцов В.В., Ганиханов Ш.Ф., Крысин В.Н. Сборка агрегатов самолета :
Учебное пособие для студентов вузов. -М.: Машиностроение, 1988. - 152 с.
2.	Григорьев В.П., Ганиханов Ш.Ф. Приспособления для сборки узлов и
агрегатов самолетов и вертолетов. - М.: Машиностроение, 1977. - 138 с.
3.	Технология сборки самолетов : Методические указания по проведению
практических занятий. Часть 3. / Сост. И.М.Колганов, П.Б.Томов. - Ульяновск:
УлГТУ, 1998. - 56 с.
4.	Технология самолетостроения / А.Л.Абибов, Н.М.Бирюков, В.В .Бойцов и др.,
под ред. А.Л.Абибова. -М.: Машиностроение, 1982. - 551 с.
5.	Горячев А.С., Белоглазов И.М., Пешков Б.П. Сборка клепаных узлов и
агрегатов летательных аппаратов: Учебное пособие. - Самара: СГАКУ,
1995.-84 с.
6.	Технология сборки самолетов : Учебник для студентов авиационных
специальностей вузов / В.И.Ершов, В.В.Павлов, М.Ф.Каширин, В.С.Хухорев. -
М.: Машиностроение, 1986. - 456 с.
7.	ТИ 687.25000.00.497. Сборка узлов и панелей по сборочным отверстиям. - М.:
НИАТ, 1981.-28 с.
8.	РТМ 686. Эталонно- шаблонный метод взаимной увязки оснастки для
изготовления самолетов. - М.: НИАТ, 1976. - 39 с.
9.	РТМ 688. Изготовление и контроль стапельной оснастки. - М.: НИАТ,
1973.-27 с.
10.	РТМ 1223. Сборка узлов и агрегатов крупногабаритных самолетов.-М.:
НИАТ, 1970. - 36 с.
12.	РТМ 1.4.1864-88. Сборка агрегатов широкофюзеляжных самолетов.-М.:
НИАТ, 1989.-67 с.
13.ОСТ 1.51695-83. Приспособления для сборки агрегатов. Детали и узлы
каркасов приспособлений. Общие технические требования. - М.: Изд-во
стандартов, 1984. - 9 с.
14.Колганов И.М. Сборочные работы при производстве широкофюзеляжных
самолетов. Технологические процессы, выбор варианта : Учебное пособие
для студентов вузов, обучающихся по специальности «Самолето- и
вертолетостроение» . - Ульяновск : УлГТУ, 1999. - 96 с.
15.Современные технологии авиастроения. / А.Г.Братухин, Ю.Л.Иванов,
Б.Н.Марьин и др.; Под ред. А.Г .Братухина, Ю. Л.Иванова.-М.:
Машиностроение, 1999. - 832 с.
16.Выпускная квалификационная работа бакалавра по направлению 551000
«Авиа- и ракетостроение» : Методические указания по выполнению / Сост.
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
99
17	.Технологическое обеспечение сборочных производств : Методические
указания по выполнению курсового проекта /Сост. И.М.Колганов. - Ульяновск:
УлГТУ, 1997.-24 с.
18	.Методическое руководство по расчету стапелей на жесткость для курсового и
дипломного проектирования по технологии производства летательных
аппаратов / Сост. Е.Я.Блинов. - М.: МАТИ, 1969. - 60 с.
19	.Халиулин В.И. Расчет ожидаемой точности сборки, узлов и отсеков : Учебное
пособие - Казань : КГТУ, 1993. - 64 с.
20	.Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Справочник по сопротивлению
материалов. — Киев : Наукова думка, 1975. — 704 с.
21	.Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя : в 3 т. Т.1. - М.:
Машиностроение, 1978. - 728 с.
22	.Волошин И.Н. Обеспечение точности обводов клепаных агрегатов самолетов.
- М.: Машиностроение, 1979.-152 с.
www.vokb-la.spb.ru - Самолёт своими руками?!
УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ
КОЛГАНОВ Иван Михаилович
ФИЛИППОВ Владимир Васильевич
Проектирование сборочных приспособлении,
прочностные расчеты, расчет точности сборки
Учебное пособие
Редактор М.М.Козлова
Изд.лиц.020640 от 22.10.97.
Подписано в печать 05.06.00. Формат 60x84/16 . Бумага писчая.
Усл. печ. л. 5,82 . Уч.-изд.л. 5,50 . Тираж 120 экз. Заказ
Ульяновский государственный технический университет
432027, Ульяновск, Северный Венец, 32.
Типография УлГТУ, 432027, Ульяновск, Северный Венец, 32.