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

Фомина Ю.

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

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

Цель работы

Приобретение практических навыков разработки технологических процессов. Изучение технологических возможностей изготовления узлов сварной конструкции (виды выполняемых работ и применяемое оборудование).

Основная часть работы

Сборочная единица: Нервюра из титановых сплавов (средняя ее часть)

(Положение деталей указано на чертеже «Нервюра 2D»)

Рис.1. Эскиз нервюры.

Выбор материала для сборочное единицы:

В качестве материала, решено было использовать сплав ОТ4-1 по причине более высокой прочности по сравнению с другими сплавами в отожженном состоянии. ОТ4-1 – титановый деформируемый сплав. Марка титана ОТ4-1 относится к числу наиболее технологичных титановых сплавов. Титан ОТ4-1 является малопрочным, малолегированным. Он хорошо деформируется в горячем и холодном состояниях и предназначен в основном для изготовления листов, лент и полос. Из От4-1 получают плиты, поковки, прутки, трубы и профили. Сплав титана От4-1 хорошо сваривается, причем прочность и пластичность сварного соединения практически одинаковы с основным металлом. Сплав ОТ4-1 предназначен для изготовления деталей, работающих до температуры 350 °С в течение не более 2000 ч и до 300 °С - не более 30 000 ч и изготавливаемых с применением сварки, штамповки и гибки. В отожженном состоянии сплав ОТ4-1 применяется для изготовления деталей типа обшивок крыла, закрылков, внутреннего набора крыла. Полный отжиг проводится при 640-690 °С (листовые полуфабрикаты и детали из них) и при 740-790 °С неполный отжиг - при 520-560 °С. Недостатки этого сплава: сравнительно невысокая прочность; очень большая склонность к водородной хрупкости (содержание иодорода не должно превышать 0,005 %).

Таблица №1 Химический состав сплава ОТ4-1 согласно ГОСТ 19807-91:

Детали нервюры будем изготавливать путем штамповки. Была выбрана реальная нервюра легкого самолета Beechcraft G58 Baron.

Выбор вида сварки:

При производстве данного самолета для облегчения веса должны использоваться достаточно легкие и прочные материалы. Нервюры данного самолета крепятся к лонжеронам путем сварки металла.

Так как мы выбрали ОТ4-1, а это один из лучших титановый сплав для сварки, но при этом требуется учитывать ряд особенностей. Сплав титана От4-1 хорошо сваривается, причем прочность и пластичность сварного соединения практически одинаковы с основным металлом. Титан проявляет высокую химическую активность с атмосферными газами при высокой температуре и особенно в жидком состоянии. Поэтому при сварке титана возникает потребность в газовой защите не только сварочной дуги и ванны, а и остывающих участков основного металла пока их температура не будет ниже 250-300 градусов. Требуется также защита обратной стороны сварочного соединения. Нагретые до высокой температуры (не расплавленные) участки металла склонны к росту зерен металла. Поэтому для сварки необходимо использовать режимы обеспечивающие минимальный нагрев околошовной зоны. Сварные соединения из титана склонны к образованию пор и холодных трещин при наличии в зоне сварки вредных газовых примесей и водорода. Для противодействия этому тщательно очищают сварочные материалы и кромки деталей. Из всего вышесказанного выбираем вид сварки-точечная контактная сварка. Для прихватки на стапеле используем аргонодуговую сварку неплавящимся электродом.

Варить будем непрерывными односторонними швами на стыках и углах деталей. Так как материал достаточно тонкий и податливый нам хватает одного прохода.

Рис. 2. Пример точечной контактной сварки.

Выбор оборудования и инструмента:

Для прихватки деталей используем аргонодуговой аппарат для ручной работы Telwin Supertig 280.1

Рис. 3. Telwin Supertig 280.1.

Для сваривания деталей в сборочную единицу используем аппарат для контактной сварки титана МТ-4240

Рис.4. МТ-4240.

Оценка технологичности сборочной единицы:

• OT4-1 – титановый деформируемый сплав. В современной промышленности его 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.

Такая схема базирования по поверхности каркаса показывает, что отклонения в точности обвода изделия зависят от точности образования обводов каркаса, отклонений по толщине обшивок и толщине слоя связующего вещества.

Рис.6.Схема базирования по «поверхности каркаса».

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

Рис.7. 3-D модель сборочного приспособления - 1.

Рис.8. 3-D модель сборочного приспособления - 2.

Заключение

При выполнении данной работы мы провели оценку технологичности изделия, осуществили подбор материала для изготовления сборочной единицы, выбор вида сварки, используемого при изготовлении оборудования и инструмента, ознакомились с проектированием технологического процесса сборки-сварки и осуществили оценку технологичности изделия, разработали схему базирования.