CC BY
130
УДК 621.757
МОБИЛЬНЫЙ БЛОК АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ КЛЕПКИ ПОДКРЕПЛЕННЫХ ОБОЛОЧЕЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ В.А. Калмыков, В.И. Корольков, А.П. Будник
В статье рассматривается принципиально новый способ автоматизации клепально-сборочных работ, в том числе и в сборочных приспособлениях. Предложена конструкция клепального устройства и принцип его работы
Ключевые слова: клепальный автомат, гидропресс, сверление, фрезерование
Современные условия конкуренции на авиационном рынке требуют повышения качества авиационной техники при снижении ее себестоимости. Достигнуть этого можно и при условии применения автоматизированного оборудования. В связи со сложившейся ситуацией, возникает необходимость в создании автоматизированных комплексов, обеспечивающих быстрое и качественное осуществление технологических операций при минимальном участии персонала.
Рис. 1. Мобильный блок автоматизированной клепки
Предлагаемый мобильный блок автоматизированной клепки, представленный на рисунке 1, предназначен для выполнения клепки в автоматическом режиме, поскольку заклепочные соединения являются наиболее распространенными в самолетостроении и широко применяются в других отраслях промышленности.
За основу технологии
автоматизированной сборки принята клепка (рис. 2) с замыканием рабочих усилий через стержень, вставляемый в отверстие, подготовленное для очередной заклепки в шве.
Калмыков Василий Александрович - ВГТУ, студент, e-mail: buky@bk.ru
Корольков Владимир Иванович - ВГТУ, д-р техн. наук, профессор, тел. (473) 220-72-45
Будник Александр Павлович -ВГТУ, канд. техн. наук, доцент, тел. (473) 249-53-24.
Рис. 2. Замыкание рабочих усилий через стержень
1 - стержень; 2- расклепываемая заклепка
Таким образом, отпадает необходимость в массивной станине-скобе и нет необходимости в ударном нагружении. Предлагаемая технология, на основе клепки с силовым замыканием через стержень, проходящий сквозь последующее отверстие, позволяет автоматизировано выполнять соединения габаритных узлов непосредственно в сборочном приспособлении, что повышает точность обводов и исключает вспомогательные операции по промежуточной выемке узла из приспособления и его транспортировке к оборудованию. Данная технология оптимальна также в ситуациях, когда необходима автоматизация сборочного процесса и отсутствует возможность применения стационарных станков и подобного им крупногабаритного
оборудования.
В результате выполнения научноисследовательской работы был спроектирован гидравлический пресс сквозной клепки (рис. 3), обладающий значительно более высокой весовой отдачей.
Усилие клепки синхронно передается на торцы заклепки посредством стержня-ловителя, постоянно зафиксированного в корпусе расклепывающего устройства и зажимаемого сухарями пресса во время рабочего хода.
Рис. 3. Гидравлический пресс сквозной клепки в аксонометрии
Преимущества данной технологии:
- малый вес исполнительного устройства;
- малые габариты исполнительного устройства;
- возможность работы в труднодоступных местах;
- стабильное и высокое качество соединения;
- исключение деформации собираемой панели;
- высокая производительность;
- низкие требования к квалификации рабочего;
- безопасность;
- улучшение условий труда
При использовании мобильного блока автоматизированной клепки, появляется возможность перевести сборочные операции на новый уровень.
Так же в состав мобильного блока автоматизированной клепки входит поддерживающее устройство с клепальным патроном (рис. 4), предназначенное для расклепывания заклепки совместно с гидравлическим прессом и является полностью автономным, так как удалось добиться работы поддерживающего устройства и ее управления без необходимости подведения силовых и управляющих коммуникаций. Вся необходимая для работы энергия передается при помощи вращающегося стержня, согласно рисунку 5, вставленного в одно из подготовленных отверстий. Поддерживающее устройство получило возможность «шагать» через элементы каркаса и работать на «длинных» панелях.
Рис. 4. Поддерживающее устройство с клепальным патроном
Известные прототипы поддерживающих устройств имеют принципиальные недостатки:
1) Устройства-прототипы способны осуществлять клёпку только на поверхностях, не имеющих препятствий в зоне образования заклепочного шва. Основная часть собираемых панелей и узлов в авиастроении имеет выраженные препятствия подобного рода, в качестве которых выступает набор подкрепляющих силовых элементов конструкции.
2) К устройствам-прототипам необходимо подводить энергомагистрали (кабели, воздухопроводы, гидропроводы и т.д.), что ограничивает их применение на длинных панелях и при сборке конструкций, имеющих элементы, способные войти в зацепление с подводящими коммуникациями и блокировать движение поддерживающего устройства.
Рис. 5. Передача механической энергии поддерживающему устройству
В разработанном поддерживающем устройстве достигнута максимальная простота управляющих механизмов, так как требуемое движение обеспечивается при помощи всего двух приводных шестерен. Причем в каждый момент времени работает не более чем одна шестерня. За счет чего упрощается процесс управления движением поддерживающего устройства. Возможна быстрая переналадка для образования заклепочного шва, имеющего разный шаг заклепок.
Задача мобильного блока
автоматизированной клепки состоит в
выполнении полного цикла клепальных работ (сверление отверстия под заклепку, зенкование отверстия, установка заклепки, образование замыкающей головки, фрезерование
заклепочной головки в контур), а также в обработке стыков панелей.
Мобильный блок автоматизированной
клепки предназначен для выполнения
автоматизированных клепально-сборочных
работ, в том числе и в условиях стапельной сборки.
Основные выполняемые функции:
- сборка крупногабаритных панелей фюзеляжа и оперения;
- сборка отсеков фюзеляжа и общая сборка фюзеляжа;
- контроль геометрических параметров образованного соединения.
Мобильный блок автоматизированной клепки состоит из: системы управления,
лазерных измерителей, модуля перемещений, питающего устройства и исполнительных устройств. В число исполнительных устройств входит клепальный блок, сверлильно-зенковальный блок, блок вставления заклепок, фрезерный блок и поддерживающее устройство. Использование лазерных измерителей позволяет обеспечить
высочайшую точность выставления
исполнительных устройств в рабочее
положение. Выставление исполнительных устройств в рабочее положение осуществляет модуль перемещений в соответствии с сигналами системы управления. Система управления имеет возможность
контролировать пространственное положение исполнительных устройств в реальном
времени при помощи лазерных измерителей и генерировать корректирующие сигналы. Таким образом одновременно осуществляется управление процессом сборки и контроль параметров процесса, что гарантирует высокое итоговое качество.
Мобильный блок автоматизированной клепки вследствие своей небольшой массы является мобильным - его элементы могут транспортироваться вручную и быстро
монтироваться практически на любом
сборочном приспособлении. Компактность при транспортировке и хранении позволяет более полно использовать производственные площади. Программное управление на основе электронной модели собираемого
изделия сводит затраты и время на
переподготовку производства к крайне малой величине. Изменение параметров процесса
сборки сводится к программным корректировкам, без дополнительной настройки комплекса. Использование мобильного блока автоматизированной клепки значительно облегчит и ускорит сборку конструкций подразумевающих соединение
заклепками. Автоматизированная сборка в
условиях стапеля изделий, имеющих
поверхности двойной кривизны,
крупногабаритных изделий, изделий с затрудненным доступом к одной из сторон, позволяет существенно снизить затраты на изготовление изделия при обеспечении высокого качества сборки. Что обуславливает весомые конкурентные преимущества конечной продукции на рынке и позитивную динамику предприятия.
Литература
1. Грошиков А.И. Основы механизации и автоматизации технологических процессов в самолетостроении.- М.:- Машиностроение, 1965.- 287 с.
2. Григорьев В.П. Сборка клепаных агрегатов самолетов и вертолетов.- М.:- Машиностроение, 1975.342 с.
3. Конструирование машин: Справочно-
методическое пособие: В 2 т. К.Ф. Фролов, А.Ф. Крайнев, Г.В. Крейнин и др.; Под общ. ред. К.Ф. Фролова.- М.:-Машиностроение, 1994.- 334 с.
4. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. Учебник для машиностроительных вузов /Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др. - 2-е изд., перераб.- М.:-Машиностроение, 1982.- 423 с.
Воронежский государственный технический университет
MOBILE UNIT FOR AUTOMATIC RIVITING REINFORCEMENT SHELL-CONSTRUTIONS V.A. Kalmykov, V.I. Korolkov, A.P. Budnik
The article deals with a fundamentally new way to automate the riveting assembly work, including the assembly of devices. The design of riveting device and how it works
Key words: riveting machine, hydraulic press, drilling, milling
