Материал: ПЗ

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное

Образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный технический

университет им. Р.Е.Алексеева»

Расчетно-графическая работа №4

по дисциплине: "Технологии производства самолета (вертолета)"

на тему: " Проектирование технологического процесса сборки-сварки элементов самолетных конструкций "

Руководитель:

Курников Н.А.

Пигалова Е.А.

Студент:

Группы С17-Ла-1

Лехман К.

Нижний Новгород

2021 г.

Содержание

Цель работы..……………………………………………………….………………..3

Основная часть работы:

1. Выбор материала для сборочной единицы………………………………….4

2. Выбор вида сварки…………………………..…………………………….….5

3. Выбор оборудования и инструмента………………………………………...6

4. Оценка технологичности сборочной единицы……………………….……..7

5. Разработка схемы базирования и сборочного приспособления……...……8

Заключение………………………………………………………………………….10

Цель работы

Приобрести практические навыки разработки технологических процессов. Изучить технологические возможности изготовления узлов сварной конструкции (виды выполняемых работ и применяемое оборудование).

Основная часть работы

Сборочная единица: Нервюра из высокопрочных сталей

Рис.1. Схема нервюры.

Выбор материала для сборочное единицы:

Нервюра элемент поперечного силового набора каркаса крыла, оперения и других частей летательного аппарата (или космического судна), предназначенный для придания им формы профиля. Нервюры закрепляются на продольном силовом наборе (лонжероны, кромки, стрингеры), являются основой для закрепления обшивки.

В качестве материала, решено было использовать высокопрочную сталь 30ХГСН2А по причине более высокой прочности по сравнению с другими стальными сплавами. Эти стали выплавляются в электродуговых печах с последующим вакуумно-дуговым переплавом. Стали хорошо деформируются в горячем состоянии, свариваются дуговой ручной и автоматической сваркой в среде защитных газов или под флюсом. Сталь 30ХГСН2А сваривается также электронно-лучевой сваркой.

Основной тип сварного соединения — сварка встык. Тавровые соединения допускаются, однако при этом обязательно должно быть утолщение металла обоих «полок» таврового соединения. Утолщение металла в зоне шва рекомендуется и для стыковых соединений. Сварные швы размещаются вне зоны действия концентраторов напряжения, предусмотренных в чертежах. Сварка проводится до закалки и отпуска на заданный уровень прочности. Перед сваркой детали следует нагревать до температуры 200—300 °С; сразу же после сварки необходим отпуск при 200 — 250° С в течение 3 ч во избежание появления трещин.

Среднелегированные высокопрочные стали подвергают механической обработке до закалки. Наилучшая обрабатываемость резанием достигается в состоянии низкотемпературного отжига с быстрым охлаждением на воздухе от 680—700 °С. Чистовую обработку проводят после полной термической обработки. При финишной обработке шлифованием должны строго соблюдаться режимы, гарантирующие отсутствие прижогов. После шлифования проводят отпуск при 200—300 °С. После сверления отверстий в отожженной стали необходимо удалять заусенцы и осуществлять развертывание или растачивание отверстий после полной термической обработки, снимая при этом поверхностный слой, окисленный при нагреве под закалку. Толщина окисленного слоя может достигать 20— 50 мкм.

Таблица 1: Химический состав стали 30ХГСН2А в процентном соотношении согласно ГОСТ 19807-91:

Выбор вида сварки:

При производстве нервюр данного самолета требуются тонкие сварные швы, минимальное повреждение металла при сварке и минимальное разупрочнение металла в околошовной зоне. Все эти параметры есть у аргонодуговой сварки с неплавящимся электродом.

Высокое качество сварных соединений из среднеуглеродистых высокопрочных сталей толщиной 3…5 мм достигается при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом. Присадочный материал для дуговой сварки в защитных газах следует выбирать в зависимости от газа, в среде которого происходит сварка. Первый слой выполняют без присадки с полным проваром кромок стыка, второй – с поперечными низкочастотными колебаниями электрода и механической подачи присадочной проволоки. Возможно и выполнение третьего слоя с поперечными колебаниями электрода без присадочной проволоки на небольшом режиме для обеспечения постепенного перехода от шва к основному металлу. Для удобства выполнения сварочных работ мы сделаем пару прихватов и снимем сборочную единицу с приспособления, а после уже сварим все детали вместе. Предварительный нагрев металла не требуется. Обработка также не требуется, так как метал будет находиться под защитным слоем газа.

Выбор оборудования и инструмента:

В качестве инструмента для сваривания деталей в сборочную единицу был выбран ручной сварочный аппарат KEMPPI MASTERTIG(AC/DC)

Рис.3. KEMPPI MASTERTIG

В качестве подходящей горелки была выбрана модель TX133GF8

Рис.4. TX133GF8

Оценка технологичности сборочной единицы:

• 30ХГСН2А – высокопрочная сталь. В современной промышленности ее применяют для изготовления высоконагруженных деталей, которые длительно работают при температурах до 350-400^оС.Среди преимуществ у данного сплава можно выделить относительную легкость, для его прочности.

• Благодаря свойствам сплава сборочная единица способна выдерживать высокие силовые и температурные нагрузки

• Легко поддается штамповке без каких-либо остаточных деформаций

• Конструкция полуфабрикатов имеет свободный доступ рабочих органов, сборочных инструментов к соответствующим местам.

• Обладает повышенной коррозионной стойкостью.

• Изделие имеет удобство контроля качества на всех этапах изготовительного процесса.

• Конструкция деталей не имеет многозвенных размерных цепей, что положительно сказывается на процессе штамповки.

Разработка схемы базирования и сборочного приспособления:

Решено было применить сборку с базированием по «поверхности каркаса» – при такой сборке обшивки или панели устанавливаются на базовую поверхность каркаса и прижимаются к ней на период выполнения точечного соединения.

Нервюра устанавливаются в сборочное приспособление и специальные зажимы оказывают на нее давление, тем самым плотно фиксируя ее. После детали нервюры соединяют между собой сварными точками. Для этого используют аргонодуговую сварку.

Точность получаемых обводом при таком случае базирования зависит от точности обводов каркаса, точности расположения зажимов.

Рис.6.Схема базирования по поверхности каркаса

Сборочное приспособление представляет собой стапель с специальными фиксаторами, а так же фиксирующими штифтами.

.

Рис.7. 3-D модель сборочного приспособления.

Заключение

Выполняя данную лабораторную работу я провела оценку технологичности изделия, осуществила подбор материала для изготовления сборочной единицы, подобрала вид сварки, обосновали выбор оборудования и инструмента используемого при изготовлении, ознакомилась с проектированием технологического процесса сборки-сварки и осуществила оценку технологичности изделия, разработала схему базирования.