Файл: Колганов И.М., Дубровский П.В., Архипов А.Н., 2003 - Технологичность авиационных конструкций, пути повышения. Том 1.pdf

Таблица 5.3. Параметры технологического процесса при выполнении соединений на отечественных сверлильноклепальных автоматах

Условные обозначения : А – автоматизированная настройка режимов; М – механизированное; Р – ручное; « » – операция отсутствует.

137

В конкретных условиях проектирования и изготовления узлов и панелей на АК могут быть предъявлены и другие условия технологичности.

5.4.Руководство по технологичности узлов и агрегатов с применением болт-заклепочных соединений

Повышение работоспособности соединений силовыми точками обеспечивается при наличии не только радиального натяга, но и осевого. Такие возможности создает болт-заклепочное соединение, где независимо от квалификации исполнителя достигается усилие сжатия пакета в пределах 60…70% от разрушающей нагрузки стержня. Тем более в болт-заклепочном соединении возможно создание и радиального натяга, что делает соединение высокоресурсным.

Существует два основных типа болт-заклепок : с технологическим хвостовиком и без технологического хвостовика. Их параметры, материал, применение устанавливаются отраслевыми стандартами.

Болт-заклепкастехнологическимхвостовиком(рис.5.3,а) состоитиз стерж-

ня и кольца. Стержень имеет гладкую рабочую часть1 длиной l= s +10…(-0,9) мм, несколько меньшую толщины пакета s для более качественного соединения; закладную головку 2 традиционных форм; продольную часть с накаткой, разделенную шейкой 3 на рабочую 4, по которой обжимается кольцо 5 при завершении соединения, и хвостовик 6, обрываемый после обжатия кольца.

Материал стержня : Д16П, 30ХГСА или 16ХСН, ВТ16, кольца Д18, сталь 15, В65, ВТ16, ВТ10, 13Х11Н2В2МФ-Ш и др. в зависимости от метода изготовления высадкой или точением.

Болт-заклепка без технологического хвостовика состоят из стержня (сталь

30ХГСА или титановый сплав ВТ16) и кольца из стали 15 или сплавов В65, ВТ16. При их постановке необходим доступ с двух сторон. Типовые места конструкций для постановки таких болт-заклепок приведены на рис.5.3,в. Диаметры болт-за-

клепок, мм - 3,5; 4,0; 5,0; 6,0;8,0; 10,0. НоминальныеразмерыколецD = 1,6d, Н=1,4d.

Замыкающая головка образуется при обжатии специальным инструментом кольца 5 на накатке части 4. В зависимости от диаметра и материала болтзаклепки необходимы определенные усилия для клепки и в зависимости от конструктивных особенностей соединения следует обеспечить ряд указанных на рис.5.3 параметров Н1, Н2 и т.д., руководствуясь отраслевыми стандартами. Важно для подхода инструмента иметь размер «а» не менее 7 … 17 мм.

Болт-заклепочные соединения имеют ряд преимуществ по сравнению с другими соединениями :

бесшумность и отсутствие вибраций при постановке в конструкцию в отличие от ударной клепки;

трудоемкость и себестоимость в 1,5…2,0 раза, а масса в 1,2…1,5 раза меньше, чем у болтовых соединений;

при тех же материалах значительно выше усталостная прочность по сравнению с болтовыми соединениями;

в 2 раза выше по сравнению с болтовыми соединениями предел выносливости на разрыв.

138

Рис.5.3. Болт-заклепочные соединения : а – болт-заклепка с технологическим хвостовиком; б – типовые места конструкций, выполненных болт-заклепками с технологическим хвостовиком; в – типовые места конструкций для постановки болт-заклепок без технологического хвостовика. 1 – гладкая рабочая часть стержня; 2 – закладная головка, 3 – шейка; 4 – рабочая накатанная часть; 5 – кольцо; 6 – хвостовик; 7 – типовое соединение болтзаклепкой

Из требований технологичности необходимо выполнить :

1.Болт-заклепки рекомендуется применять в герметичных и негерметичных швах при сборке узлов взамен болтов при обеспечении заданной прочности.

2.Закладную головку стержня устанавливать со стороны элемента меньшей толщины и поверхности пакета, перпендикулярной оси отверстия, если в соединении элементы конструкции имеют уклон.

3.Предельные отклонения стержней болт-заклепок и отверстий при выполнении соединений должны соответствовать данным табл.5.4, где условно обозначены буквами стержни «с», отверстия «о».

139

Таблица 5.4. Предельные отклонения стержней болт-заклепок и отверстий при выполнении соединений,

5.5. Виды сварных соединений и пути повышения их технологичности

Современный уровень развития сварочной техники позволяет получать надежные, прочные и герметичные соединения, обеспечивающие работоспособность конструкций в заданных условиях эксплуатации при обеспечении необходимого ресурса.

Высокая экономичность сварных соединений обусловливает повышение

объема их применения в производстве самолетов, особенно при изготовлении узлов из теплостойких сталей и титановых сплавов. Однако трудоемкость и цикл изготовления сварных узлов зависят не только от технологии их изготовления, но и от конструктивных решений, принятых при проектировании.

Именно совокупность конструктивных и технологических решений, принимаемых на этапах выбора материала, размеров и формы деталей, рациональных способов их изготовления, сборки и сварки, а также ряда других операций, связанных с устранением и уменьшением сварочных напряжений и деформаций, с установлением качества и точности изготовления, выбором оборудования и приспособлений может гарантировать высокую работоспособность конструкций.

В данном учебном пособии нет возможности рассмотреть все влияющие на технологичность сварных конструкций факторы, а потому приводятся ряд из них, связанные с процессом сборки узлов.

Технологичность сварной конструкции во многом определяется выбором рациональной конструктивной схемы соединения, типом соединения, свариваемостью материала и методом сварки. Оценку технологичности конструкции следует проводить по количественным, качественным и экономическим показателям, вытекающим из анализа сварных соединений в конструкциях узлов и деталей изделия.

140

При изготовлении сварных узлов ЛА наибольшее распространение получили процессы сварки : плавлением, таких конструкций как узлы шасси, систем управления, трубопроводных коммуникаций; и контактная сварка – при изготовлении тонкостенных конструкций из конструкционных, нержавеющих, жаропрочных сталей и сплавов, алюминиевых, титановых и магниевых сплавов. Применительно к таким конструкциям и сварочным процессам рассматриваются основные виды сварных соединений, представленные на рис.5.4 и в табл.5.5.

Рис.5.4. Виды сварных соединений и их код : а – стыковое (С); б – тавровое (Т); в – угловое (У); г – нахлесточное (Н); д – торцовое (Ц); е – нахлесточное, выполненное ТЭС (К); 1 – одностороннее; 2 – двухстороннее; 3 – с подкладкой; 4 – со спецзамком; 5 – одностороннее; 6 – двухстороннее; 7,8 – с проплавкой; 9,10 – одностороннее; 11 – двухстороннее; 12 – стыковое; 13 – одностороннее; 14 – двухстороннее; 15 – с проплавкой; 16 - ?; 17,18,19,20 – варианты соединения ТЭС

Существующая нормативно-техническая документация кодирует все применяемые виды соединений и устанавливает требования к конструктивным элементам подготовленных кромок и сварных швов [4]. В табл.5.5 такие требования даются упрощенно, а кодирование (условное обозначение) соответствует приведенным на рис.5.4, где пунктирно изображена зона будущего сварного шва. Приведенные данные не охватывают в нужной степени факторы, влияющие на технологичность сварных конструкций, тем более отсутствуют указания на виды сварки и используемое оборудование.