Автоматизация технологической подготовки производства, методов изготовления и контроля длинномерных деталей самолета из прессованных профилей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.07.02, кандидат технических наук Станкевич, Антон Владиславович

• Станкевич, Антон Владиславович
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Станкевич, Антон Владиславович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ДИССЕРТАЦИИ

1.1 Область применения прессованных профилей в авиационной промышленности.

1.2 Технологии изготовления деталей из прессованных профилей.

1.3 Методы увязки и контроля в подготовке и производстве деталей ЛА.

1.4 Проблемы автоматизации изготовлениядеталей ЛА из профилей.

1.5 Определение цели и постановка задач диссертации.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ, КОНТРОЛЯ ДЕТАЛЕЙ И КОРРЕКТИРОВКИ УПРАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ

2.1 Автоматизация процесса подготовки производства и изготовления* длинномерных деталей малой кривизны из прессованных профилей.

2.2 Методы математического представления плоских кривых.

2.3 Аппроксимация дугами окружности.

2.4 Метод формирования УП для формообразования профилей на основе численного моделирования процесса гибки:.

2.5 Программные средства анализа геометрии формообразованных деталей.

2.6 Корректировка УП по результатам изготовления первой детали от партии.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ДЕФОРМИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПРЕССОВАННЫХ ПРОФИЛЕЙ

ЗЛ Получение механических свойств материала прессованного профиля и математическое представление кривых упрочнения.

3.2 Численное моделирование процесса деформирования профиля в роликах.

3.3 Натурные экспериментальные исследования гибки профилей в роликовом станке ГМС-1 и сопоставление их с численным расчетом.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автоматизация технологической подготовки производства, методов изготовления и контроля длинномерных деталей самолета из прессованных профилей»

Освоению производства любого летательного аппарата (ЛА) предшествует очень сложный и трудоемкий процесс технологической подготовки производства [51].

С одной стороны, на авиационных предприятиях из года- в год расширяется» номенклатура- выпускаемых изделий, а их конструктивная, и технологическая сложность повышается. Эти обстоятельства порождают тенденцию к увеличению сроков технологической подготовки производства.

С другой стороны, сопутствующее развитие станкостроения, информационных и вычислительных комплексов, развитие других отраслей народного хозяйства создает большой потенциал для технического и технологического перевооружения-производства ЛА.

Условия, диктуемые современным рынком гражданской т военной авиационной- техники, заставляют предприятия' модернизировать свое производство, добиваться снижения издержек и себестоимости, вкладывать значительные средства в НИОКР, совершенствуя и внедряя» передовые и новые процессы.

Одним- из таких путей развития является процесс автоматизации подготовки производства, и изготовления* ЛА. Особая- специфика авиационной* техники не позволяет создать конвейерную сборку по подобию той, что применяется в производстве автомобилей, но устранить ручной труд на этапах изготовления деталей и узлов возможно.

Автоматизация технологических процессов идет постепенно. Появление персональных электронно-вычислительных машин и оснащение I металлорежущих станков системами числового программного управления позволило конструктивно усложнить фрезерованные детали, повысить их точность и качество изготовления, а заодно снизить трудоемкость.

На первых этапах внедрения фрезерного оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ) могло показаться, что существующие на то время технологии, обработки заготовок позволяют быстрее провести подготовку производства и, изготовить деталь, однако сейчас уже не возможно представить современное авиационное предприятие без мощных фрезерных и токарных центров, оснащенных ЧПУ.

Развитие металлорежущего станкостроения' дало? толчок для совершенствования^ другого оборудования. На базе модернизированных платформ фрезерных центров появились, автоматизированные сварочные линии- (лучевая, лазерная, сварка трением, перемешиванием), автоматизированные установки^ для нанесения лакокрасочных покрытий и т.д. Автоматизированные технологические процессы на базе подобного оборудования широко применяются в современном авиастроении.

Дальнейшее- развитие привело к появлению- специализированного оборудования, характерного для? авиационной промышленности. К их числу можно отнести* автоматизированные клепальные автоматы, позволяющие осуществлять сборку панелей ЛА длиной в- десятки метров. На данном оборудовании выполняется, сверление-отверстий'под заклепки, их установка и последующая прессовая клепка.

Выкладывающие композиционные препреги автоматы, технология "зеркального фрезерования", призванная; заменить вредную для человека и окружающей среды технологию размерно-химического травления - все это й-много другое - практические результаты ТТИОКРиТР по автоматизации процессов авиационного производства. всего множества технологических процессов изготовления^ деталей, летательных аппаратов наиболее сложно автоматизировать процессы-изготовления = методами штамповки деталей из листов, профилей и труб. Благодаря своим специфическим особенностям, позволяющим получать сложные по конфигурации, легкие и прочные детали, эти процессы нашли широкое применение в. самолето- и вертолетостроении. Удельный вес деталей, получаемых штамповкой, при изготовлении планера самолета составляет 70.80%. При этом трудоемкость заготовительно-штамповочного производства составляет 10. 12% всей трудоемкости изготовления конструкции, остальное приходится на изготовление деталей другими-методами, сборку, монтаж и испытания узлов, отсеков, агрегатов и изделия в1 целом. Вследствие этого, объем технологической подготовки заготовительно-штамповочного производства является достаточно большим [51].

Несмотря на многочисленные теоретические и экспериментальные исследования заготовительно-пггамповочных процессов, разработка оптимального варианта технологического процесса изготовления-конкретной детали представляет достаточно сложную задачу. В результате в заготовительно-пггамповочном производстве сохраняется очень большой объём ручных доводочных работ.

Таким образом, проблема повышения производительности труда и улучшения качества проектирования технологических процессов заготовительно-штамповочного производства на этапе его технологической подготовки является весьма актуальной. Автоматизация технологической подготовки производства, методов изготовления и контроля позволит решить обозначенные проблемы и создать по настоящему современное производство.

EJiABA 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСАИПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ!

Заключение диссертации по теме «Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов», Станкевич, Антон Владиславович

ВЫВОДЫ

Проведенные экспериментальные исследования показали; что разработанный метод технологической подготовки производства® и разработанные методы, изготовления^ и контроля длинномерных деталей самолета- из прессованных профилей? позволяют автоматизировать»данные процессы в. условиях серийного5 производства деталей ЛА. Это, в? свою-очередь, снизит затраты на. подготовку производства и трудоемкость, гибочных и контрольных работ.

Практика показала, что переход на универсальную роликово-гибочную оснастку и отказ от массивных контрольно доводочных плазов сокращает затраты по стоимости оснащения до 40%, а по циклу подготовки* производства - до 60 %. Процесс изготовления длинномерных деталей малой кривизны из прессованных профилей, с учетом окончательной доводки» и небольшого увеличения! времени фрезерования, формообразованной заготовки, снижается в . 2 раза. Значительное снижение-доводочных работ повышает культуру производства и качество изготовленных деталей.

Несмотря« на то, что- предложенные методы были опробованы, с использованием« опытно-промышленного образца, гибочно-малковочного станка ГМС-1, их можно использовать и для, другого роликово-гибочного оборудования. При этом необходимо рассчитать новые диаграммы процесса гибки-прокатки, характерные для данного оборудования, и использовать их при формировании управляющих программ.

Дальнейшее совершенствование разработанных методик видится в расширении их возможностей для применения* к изготовлению и контролю длинномерных деталей самолета из прессованных профилей несимметричного сечения для учета эффекта закручивания.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Станкевич, Антон Владиславович, 2010 год

1. A.c. 476915 (СССР). Устройство для гибки сортового металла / A.F. Ершов, С.И. Ерохин, В.В. Лукиши др: Опуб. в Б.И., 1975. № 26.

2. A.c. 565746 (СССР): Способ4 гибки профилей несимметричного сечения / М.И: Лысов; Bf.A. Горбунов; И.М. Закиров, A.F. Ершов.- Опуб; в-Б.И., 1977, № 27.

3. A.c. 550197 (СССР). Станок для* гибки профилей / М.И. Лысов, В .А. Горбунов, ИМ. Закиров, А.Г. Ершов. Опуб. в Б.И., 1977. №40.

4. Адлер Ю.Я. Планирование эксперимента при поиске' оптимальных условий. / Ю.Я: Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский. М;: Наука; 1976. - 280 с.

5. Боглаев Ю.П. Вычислительная математика и программирование. / Ю.П. Боглаев. М.: Высш. шк., 1990.- 544 с.

6. Бронштейн И.Н.-Справочник по математике для-инженеров и-учащихся ВУЗов. / И:Н. Бронштейн, К.А. Семенцев М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1968 — 568 с.

7. Вайсбург В.А. Автоматизация' процессов подготовки авиационного производства на базе ЭВМ и оборудования с ЧПУ / В:А. Вайсбург, Б.А. Медведев, А.Н. Бакумский' и др. М.: Машиностроение, 1985.-216 с.

8. Виноградов И.М. Дифференциальное исчисление. / И.М. Виноградов.- М.: Наука, 1988. 176 с.

9. Выгодский, М.Я. Справочник по высшей математике: / М.Я. Выгодский. М.: Наука, 1965. - 872 с.

10. ГаллагерР. Метод конечных элементов. Основы: / Р. Галлагер; Пер. с англ. М.: Мир; 1984. - 428 е.,

11. ГжировР.И. Автоматизированное программирование обработки на станках с ЧПУ. / Р.И. Гжиров, Я.З. Обольский, П.П. Серебреницкий. Л:: Лениздат, 1986. - 176 с.

12. Гжиров? Р.И. Программирование обработки на станках, с ЧПУ: Справочник. / Р:И. Гжиров, П.П. Серебреницкий. Л.: Машиностроение, 1990:# - 588 с.

13. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на, растяжение. -М.: Издательство стандартов, 1984.

14. Горбунов М.Н. Технология заготовительных работ в производстве летательных аппаратов. / М.Н. Горбунов. М.: Машиностроение, 1970. - 351 с.

15. Горбунов М.Н. Технология заготовительно-штамповочных работ в производстве самолетов. / М.Н: Горбунов. М.: Машиностроение, 1981.-224 с.I

16. Громова^ А.Н. Изготовление деталей-из листов и профилей при серийном производстве. / Громова АН., Завьялова В.И., Коробов В.К. М.: Оборонгиз, 1960.« - 340 с.

17. Грошиков А.И. Заготовительно-пггамповочные работы* в самолетостроении. / А.И: Грошиков, В.А. Малафеев. М.: Машиностроение, 1976.-440 с.

18. Дьяконов В. МАТНСАО 8/200. Специальный* справочник. / В. Дьяконов. СПб.: Питер, 2001. - 592с.

19. Ершов А.Г. Анализ упруго-пластического изгиба профилей с сечени-ем, несимметричным плоскости* изгиба^ // Известия высших учебных заведений. -М.: Машиностроение, 1972. № 3. С. 17 — 23.

20. Бршов. А.Г. Исследование процессов формообразования пластическим изгибом и подсечкой деталей из прессованных и сварных профилей титановых сплавов. / А.Г. Ершов // Труды НИАТ. М.: НИАТ, 1974. вып. 343. С. 52. ДСП.

21. Ершов В.И. Методология научных экспериментальных исследований в производстве аэрокосмической техники: Учебное пособие. / В.И. Ершов, Н.Н. Патраков, В.В. Курицына; М.: «МАТИ» - РГТУ им. К.Э. Циолковского, 2003.- 196 с.

22. Ершов А.Г. Обтяжные станки СПО-15 и СПО-40 для изготовления гнутых деталей из профилей. / А.Г. Ершов, И.А. Казаков; В.А. Горбунов. //Кузнечно-штамповочное производство, 1979. № 12. С. 21 — 24.

23. Ершов В.И. Основы теории и расчета процессов гибки деталей летательных аппаратов под действием нескольких нагрузок: автореф. дис. . док. тех. наук. / В.И. Ершов -М., 1978. 25 с. ДСП.

24. Завьялов Ю.С. Сплайны в инженерной геометрии. / Ю.С. Завьялов, В.А. Леус, В.А. Скороспелов. М.: Машиностроение, 1985. - 224 с.

25. Закиров И.М. Гибка на валках с эластичным-покрытием. / И.М. Закиров, М.И. Лысов. Под общ. ред. М.И. Лысова. М.: Машиностроение, 1985. - 144 с.

26. Закиров И.М. Параметры процесса гибки листовых и профильных деталей на машине с эластичным покрытием валка. / И.М. Закиров, Ю.М. Лапидус // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, 1979. № 4. С. 28 — 34.

27. Исаченков Е.И. Штамповка резиной и жидкостью. / Е.И. Исаченков. М.: Машиностроение, 1967. - 368 е.

28. Комаров А.Д. Штамповка деталей из прессованных профилей полиуретаном. / А.Д. Комаров, П.С. Тюхтин, В.В. Шалавин. // Авиационная промышленность, 1984, № 9. С. 3 - 5. ДСП.

29. Лапскер Р.Д. Профилегибочная двухроликовая машина с числовым программным управлением. / Р.Д. Лапскер, А.Т. Лепилин, В.А. Мельник. // Кузнечно-штамповочное производство, 1980, № 5. С. 17 — 18.

30. Лапскер Р.Д. Профилегибочная машина с ЧПУ мод. ИЗ 843П. / Р.Д. Лапскер, А.Т. Лепилин. // Кузнечно-пггамповочное производство, 1982, №5.-С. 10-11.

31. Листовая, штамповка: Расчет технологических параметров: Справочник. / В.И. Ершов н др..- М.: Изд-во МАИ, 1999 516 с.

32. Логинов В.Н. Аппроксимация диаграмм деформирования алюминиевых и титановых сплавов. / В.Н. Логинов, С.И: Феоктистов. -Известия высших учебных заведений. Авиационная* техника, 1989, №2, с. 91-93.

33. Лысов< М.И: Пластическое формообразование тонкостенных деталей авиатехники. / М.И. Лысов, И.М. Закиров. М.: Машиностроение, 1983.- 176 с.

34. Лысов М.И. Теория» и расчет процессов изготовления деталей* методом гибки. / М.И. Лысов. М.: Машиностроение, 1966. - 240 с.

35. Математика и САПР: в 2-х кн. Кн. 1. Основные методы. Теория полюсов. Пер. с франц. / Шенен П. и др;.,- М.: Мир, 1988*. 204 с.

36. Минько А. А. Функции*в Excel 2007: Справочник пользователя. / А. А. Минько. М.: Эксмо, 2008. - 480 стр.

37. Мошин Е.Н. Гибка, обтяжка, и правка на прессах. / Е.Н: Мошин. Mi: Машгиз, 1959. - 250 с.

38. Одинокое* М.Ю. Расчет параметров процессов и геометрии1 оснастки для. операций- формообразования гибкой. / М.Ю. Одиноков. -Казань: КАИ, 1983. 64 с.

39. Норри Д. Введение в метод конечных элементов. / Д. Норри, Ж. де Фриз. -М.: Мир, 1981.-304 с.

40. Покровский В.Н. Разработка технологического процесса и оборудования для бездоводочной гибки деталей летательных аппаратов из прессованных профилей* несимметричных сечений: / В.Н. Покровский, дис. .канд. тех. наук. М., 1986. - 174 с. ДСП.

41. Покровский В.Н. Формообразование профилей методом* проталкивания. / В.Н. Покровский. // Научно-технический прогресс в машиностроении: X НТК НИ-ИТМ. М.: ИЩИ "Поиск", 1982. - С. 200. ДСП.

42. Профили прессованные из алюминиевых и магниевых сплавов: Каталог. Справ, изд. В 4-х книгах. Книга 2. Профили прямоугольные.

43. Сводные таблицы перевода обозначений профилей / Б.И; Бондарев и др. -М.: Металлургия, 1990. 480 с.

44. РТМ 1318-73. Методы и средства бесплазовой увязкиэлементов заготовительной-И1 сборочной/оснастки. — Введ. 1973.01.01. М.: НИАТ, 1973.-36с. ДСП

45. РТМ 1.4.1377 -841 Система увязки геометрических параметров,и обеспечение взаимозаменяемости узлов и агрегатов летательных аппаратов: — Введ. 1986.01.01.-М.: НИАТ, 1984. 58с. ДСП.

46. Современные технологии агрегатно-сборочного производства^ самолетов / Пекарш А.И. и др. М.: Аграф-преес, 2006. — 304 с.

47. Сторожев MiB. Теория^ обработки» металлов' давлением., / М;В1 Сторожев, Е.А. Попов. 4-е изд., перераб. и* доп. - М-.: Машиностроение, 1977.-423 с.

48. Феоктистов СЛ. Автоматизация проектирования технологических процессов, и оснастки« заготовительно-штамповочного производства- авиационной' промышленности. / С.И. Феоктистов. -Владивосток: Дальнаука, 2001, 184 с.

49. Фокс А. Вычислительная! геометрия. Применение в проектировании и на производстве: / А'.Фокс, Mi Пратч. пер. с англ. М.: Мир, 1982.-372 с.

50. Шалавин В.В. Новая технология1 изготовления' деталей из прессованных профилей. / В.В. Шалавин, А.Д. Комаров, П.С. Тюхтин. // Кузнечно-пггамповочное производство, 1979, № 10. С. 23 26.

51. Шенк X. Теория*, инженерного эксперимента. / X. Шенк, М.: Мир, 1972. - 384 с.

52. Шикин A.B. Компьютерная графика. Динамика, реалистические изображения. / A.B. Шикин, А.В: Боресков, М.: ДИАЛОГ-МИФИ; 1996. -288 с.

53. Шимкович Д. Г. Расчет конструкций в MSC.visualNastran for Windows. / Д.Т. Шимкович М.; ДМК Пресс; 2005. - 704 с.

54. Шпур: Г. Автоматизированное проектированиел в» машиностроении / Г. Шпур, Ф. Краузе.: пер. с нем. Г.Д: Волковой и др. — М.: Машиностроение, 1988. — 648 с.

55. Gox M.G. The numerical Evaluation of B-splines. / M:G. Cox // J. Inst. Math. Applies. 1972. - V. 10. - P. 134-149.

56. De Boor C. On Calculating witfr B-splines. / C. De Boor. // J'. Approx. 1972. - Th. 6.-P. 50-62.

57. De Boor G. Splines as Linear Combinations of B-splines. A survey, In Approximation Theory II. / C. De Boor, G.G. Lorentz, C.K. Chui and L.L. Schumaker, eds. -New York: Academic Press, 1976.

58. Marc® 2007 rl. Volume A: Theory and User Information.

59. Marc® 2007 rl. Volume B: Theory and User Information.

60. Marc® 2007 rl. Volume G: Theory and User Information.

61. Marc® 2007 rl. Volume D: Theory and User Information.

62. Marc® 2007 rl. Volume E: Theory and User Information.

63. Marc® 2007 rl. Marc. Training Guide:

64. Marc® 2007 rl. MSC.Marc. Mentat. Help Reference.

65. Станкевич, А.В. Контроль геометрии и доработка программ для ЧПУ в целях повышения^ точности изготовления длинномерных деталей из профилей / А.В. Станкевич, С.В. Белых, А.В. Кривенок, А.А.Перевалов // Авиационная промышленность. — 2009. — №2 — С. 47-50.

66. Рассчитанных зависимостей кривизны деталей от установок гибочных узлов станка ГМС-1;

67. Управляющих программ для гибки профилей на станке ГМС-1;

68. Программного обеспечения анализа геометрии формообразованных профилей Ко11ег1ЧССеп.ф 745 01. ОАО «КиААПО»предприятие, организациятверждаю»

69. Главйьщшженер .бфъединения1. Огарков1. АКТо внедрении в производство результатов ЫИОКиТР «6Н-» 05 200 5 г. Регистрационный номер заказа №08570289 от 22.05 2008

70. Тема заказа Отработка технологических проиессов изготовления длинномерных деталей га прессованных профилей на гибочно-малковочном станке с ПУГМС-11. Общая сумма по заказу.50734,14 рублей

71. Внедрено в производство с март Место внедрения: 262009 г.цех, отделучасток 881-1001. Наименование продукциина какие изделия внедрены результаты НИОКиТР Срок расчета экономической эффективности результатов НИОКиТР (не более года с даты внедрения)

72. Результаты используемой работы соответа Зам. Начальника цеха 26 п/пр-ву

73. Прохоро; расшифровка подписи1. Аржанов А-А.расшифровка подписи

74. Разработанный программный продукт RollerNCGen, предназначенный для автоматизации процесса создания управляющих программ гибочных станков с ЧПУ и автоматической корректировки управляющих программ по результатам изготовления первой детали в партии.

75. Заведующий каф. «Технология самолетостроения^д.т.н., профессор1. С.И. Феоктистов