Конструкция самолетов

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ И ЕЕ РОЛЬ В ОБЕСПЕЧЕНИИ КАЧЕСТВА ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

1.1 Анализ методов увязки и обеспечения взаимозаменяемости в самолетостроении

1.2 Передача информации при комбинированном методе

1.2.1 Разработка конструктивного плаза компьютерного

2. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПЕРЕДАЧИ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ИНОРМАЦИИ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ СРЕДСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ ЗАГОТОВИТЕЛЬНО-ШТАМПОВОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

2.1 Система управления данными об изделии Teamcenter Engineering как средство управления геометрической информацией при технологической подготовке производства

2.2 Создание носителей геометрической информации изготовления средств технического оснащения заготовительно-штамповочного производство при бесплазовом методе увязки

2.3 Применение методики передачи геометрической информации, на примере нервюры

2.4 Применение методики передачи геометрической информации, на примере детали изготовленной за два перехода

2.5 Сравнительный анализ базового и проектируемого технологического процесса изготовления детали

3 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

3.1 Определение экономической эффективности

3.2 Определение капитальных вложений по базовому варианту технологического процесса

3.3 Определение капитальных вложений по проектному варианту технологического процесса

3.4 Расчет технологической себестоимости по двум вариантам технологического процесса

3.4.1 Расчет технологической себестоимости базового варианта

3.4.2 Расчет технологической себестоимости проектного варианта

3.5 Определение приведенных затрат по двум вариантам технологического процесса

3.6 Определение экономического эффекта при изготовлении гибочной оснастки двумя разными вариантами: базовым и проектируемым

4 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

4.1 Анализ проектируемого технологического процесса по опасным и вредным производственным факторам

4.2 Производственная санитария в помещении с вычислительной техникой

4.2.1 Освещенность производственного помещения

4.2.2 Микроклимат производственного помещения

4.2.3 Защита от шума и вибрации

4.2.4 Уровни электромагнитных полей

4.3 Техника безопасности

4.3.1 Планировка оборудования рабочих мест в отделе геометрической информации с использованием персонального компьютера

4.3.2 Электробезопасность

4.3.3 Пожарная безопасность

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Целью предприятий авиационной промышленности, и в частности на предприятии корпорации НПК «Иркут», сделавших выбор в пользу автоматизированных систем старшего класса, является практически полный отказ от производства шаблонов, эталонов поверхности и другой технологической оснастки, ввиду больших финансовых, трудовых, временных и др. затрат, расходующихся на технологическую подготовку производства при плазово-шаблонном методе. Анализ тенденций развития современного промышленного производства показывает, что проблемы достижения высокого качества и конкурентоспособности авиационной продукции невозможно решить без применения современных информационных технологий на основе широкого использования компьютерной техники, локальных и глобальных сетей, позволяющий организовать надежный, происходящий в режиме реального времени обмен информацией, которая должна обладать высокой степенью достоверности и защищенности от внешнего вмешательства.

Такую возможность предлагает гибкая система управления инженерными данными Teamcenter Engineering (IMAN), разработанная фирмой EDS, предоставляет возможность легкого глобального доступа к самым современным данным соответствующим пользователям по всему производственному предприятию, интегрируя всю информацию в эту среду. В процессе производства, проектирования, планирования, а также при создании расписания работ и во многих других случаях существует возможность мобильного управления применяемыми данными, такими как файлы CAD/CAM/CAE, электронные макеты, счета материалов (спецификации), планы процессов, математические модели и результаты анализов, аудио и видео аннотации, прототипы, структуры расходов, заказы на покупку и многое другое. Результатом являются следующие важнейшие факторы: совместное проектирование, сжатие сроков выхода на рынок изделия, его качество и себестоимость.

Реализация системы управления информацией об изделии IMAN увеличивает прибыль на всем предприятии, уменьшая сроки, требуемые для выпуска изделия, улучшая качество изделия и уменьшая расходы на всех этапах проектирования и изготовления. Автоматизация процессов проектирования и изготовления позволяет добиваться желаемых результатов в условиях современных требований к конечному продукту и конкуренции.

Передовая конфигурация и оптимальные инструментальные средства управления потоками данных и самими данными, реализованные в среде Unigraphics, по средствам IMAN позволяют членам рабочей группы немедленно находить и повторно использовать информацию, не прибегая к ее длительному поиску или, тем более, ее повторному воспроизводству, что также ускоряет срок определения изделия и улучшает его качество.

В дипломном проекте рассмотрены вопросы, касающиеся максимально возможного использования и получения необходимой информации в системе IМАN, т.е порядок проектирование, изготовление шаблонов, заготовительно-штамповочной оснастки, заготовок и деталей на станках с числовым программным управлением (ЧПУ). Произведен расчет точности изготовления детали при бесплазовом методе увязки. Рассмотрена работа раскройного центра AERO TM-31-MP фирмы Le Creneau Industriel, на котором будет выполняться групповой раскрой деталей в заготовительно-штамповочном производстве. Центр работает с файлами.dwg системы ACAD. Возможность использования БД IMAN для хранения управляющих программ и передачи их непосредственно на раскройный центр AERO TM-31-MP.

Не оставлены без внимания вопросы безопасности жизнедеятельности, техники безопасности при работе с вычислительной техникой, меры электробезопасности, пожарная профилактика.

1. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ И ЕЕ РОЛЬ В ОБЕСПЕЧЕНИИ КАЧЕСТВА ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Наиболее эффективным в современных условиях, обеспечивающим высокое качество летательных аппаратов, является способ сборки, основанный на использовании принципов взаимозаменяемости.

Взаимозаменяемость - свойство составных частей летательных аппаратов, обеспечивающее возможность их нормальной сборки в процессе производства, а также замены при эксплуатации и ремонте без подгонки и доработки по месту при соблюдении технических требований, предъявляемых к изделию.

Взаимозаменяемость тесно связана с качеством изделий. Чем выше уровень взаимозаменяемости, тем выше их качество.

Детали являются взаимозаменяемыми тогда, когда их характеристики находятся в заданных пределах: размеры, форма, физико-химические параметры, химический состав, масса, прочность, жесткость, защитные покрытия и др. Невыполнение этих требований влечет за собой отклонение летных, аэродинамических и прочностных характеристик от заданных, т. е. ухудшение качества.

Принципы взаимозаменяемости закладываются в конструкцию изделия при его проектировании. Для обеспечения принципов взаимозаменяемости в производстве летательных аппаратов необходимо, чтобы детали и сборочные единицы изготовлялись при соответствующем качестве технологического процесса (ТП) изготовления изделия и его составных частей и технологического оснащения.

Геометрическая взаимозаменяемость может быть разделена на производственную и эксплуатационную.

Производственная взаимозаменяемость проявляется в области производства летательных аппаратов и распространяется на все элементы их конструкции: детали, узлы, более крупные сборочные единицы.

Эксплуатационная взаимозаменяемость используется в области эксплуатации летательных аппаратов при их ремонте и замене изношенных деталей и сборочных единиц. Распространяется она на аэродинамические обводы сборочных единиц и места их соединения.

1.1 Анализ методов увязки и обеспечения взаимозаменяемости в самолетостроении

Многие технологические процессы в самолетостроении основаны на необходимости задания, переноса и воспроизведения геометрической информации о формах и размерах деталей, узлов и агрегатов конструкции планера самолёта. Весь комплекс этих процессов определяется понятием «формообразования изделия». При этом под формообразованием понимается не только собственно воспроизведение форм и размеров отдельных деталей и сборочных единиц, но и их взаимное расположение в пространстве с обеспечением заданных взаимосвязей, то есть задание структуры изделия.

В процессе формообразования изделия решаются две основные задачи: увязка геометрических параметров изделия и обеспечение взаимозаменяемости в процессе его производства и эксплуатации. Под увязкой понимается взаимное согласование форм и размеров элементов конструкции при заданных условиях их взаимного расположения и сопряжения. Обеспечение взаимозаменяемости подразумевает создание производственных условий воспроизведения форм и размеров элементов конструкции на всех этапах изготовления изделия при сохранении заданных условии их сопряжения между собой без выполнения подгоночных или доводочных работ.

В связи с этим определяющую роль в процессе формообразования играет принятый на данном предприятии метод задания, переноса и воспроизведения форм и размеров элементов конструкции планера самолёта.

На сегодняшний день в практике самолётостроения существуют следующие методы формообразования изделия: чертёжно-инструментальный; чертёжно-шаблонный; чертёжно-макетный; плазово - инструментальный; плазово - шаблонный; плазово - макетный; эталонно-инструментальный; эталонно-шаблонный; эталонно-макетный; программно-инструментальный; программно-шаблонный; программно-макетный.

При всём разнообразии методов их можно укрупнённого подразделить на три основные группы: независимый метод, связанный метод и комбинированный - сочетающий возможности первых двух. Эволюция процессов формообразования в самолётостроении развивалась таким образом, что на заре авиастроения в России использовался независимый метод, принципиальная схема которого приведена на рисунке 1а. При независимом методе этапы переноса форм и размеров для образования конечных сопрягаемых размеров А и Б осуществляются независимо и параллельно, используя единый источник информации - чертёж и единый носитель информации - эталон метра и принятую систему задания допусков и посадок.

а) независимый метод; б) связанный метод; в) расчётно - плазовый метод; г) бесплазовый метод

Рисунок 1 - Эволюция методов формообразования в самолётостроении

Поле погрешности увязки размеров А и Б при независимой схеме запишется в виде:

, (1)

где i, j - поля погрешности i-того и j-того этапов переноса размеров, 1<i<n; 1<j<m, где n и m - количество индивидуальных этапов переноса размеров А и Б соответственно; АБ - поле погрешностей увязки размеров А и Б.

Независимый метод позволит значительно сократить сроки и материальные издержки производства за счёт использования универсальных средств изготовления и контроля и распараллеливания работ. Однако, при возрастании габаритных размеров, повышении сложности форм и структуры изделия погрешности переноса информации увеличивались, что при одновременном возрастании требований к точности воспроизведения форм и размеров изделия привело к необходимости выбора иного метода формообразования - связанного.

Схема увязки сопрягаемых размеров А и Б по связанному методу приведена на рисунке 1б. Сущность его состоит в том, что перенос информации о формах и размерах изделия производится непосредственным копированием от одного источника информации к другому, создавая таким образом связанные этапы переноса информации. При переносе информации существует Р общих для двух размеров этапов и q и r раздельных.

Поля производственных погрешностей одного из размеров и увязки двух размеров между собой могут быть описаны следующими уравнениями:

, (2)

, (3)

, (4)

где _А, _Б - поля производственных погрешностей размеров А и Б соответственно;

_АБ - поле производственной погрешности увязки размеров А и Б;

_k, _e, _t - поля производственных погрешностей общего k и индивидуальных e и t этапов.

Как видно из этих уравнений, на точность увязки сопрягаемых размеров А и Б не влияет погрешность общих этапов переноса форм и размеров. Поэтому этапы, дающие большие погрешности переноса информации в каждой из индивидуальных ветвей, нужно перенести в общие для обоих размеров этапы.

Связанный метод формообразования реализован на предприятиях авиастроения в различных вариантах: плазово - шаблонный, плазово - макетный; эталонно - шаблонный и другие. Такой метод формообразования позволяет получить приемлемую точность воспроизведения форм и размеров изделия. Однако обладает рядом недостатков, среди которых можно отметить высокую материалоёмкость, трудоёмкость, стоимость и длительность цикла подготовки производства, что в условиях возрастающих требований к сокращению цикла производства изделия и ограниченных материальных и трудовых ресурсах становится существенным фактором снижения конкурентоспособности предприятия.

Развитие современных технических средств автоматизации производства и компьютерных технологий позволило вновь вернуться к использованию независимого метода формообразования, но на принципиально новом уровне (рисунок 1г). Сущность этого метода состоит в том, что первоисточником геометрической информации о формах и размерах изделия служит его полная твердотельная математическая модель. Создание математической модели изделия производится в процессе конструкторско-технологического проектирования изделия, что позволяет задачи объёмной увязки элементов изделия осуществить непосредственно на стадии проектирования. Обеспечение взаимозаменяемости элементов изделия в условиях серийного производства производится на основе независимого переноса информации о форме и размерах изделия на всех этапах путём использования технических средств автоматизации и программных систем обработки информации. Такой метод носит название бесплазового метода увязки (БМУ) или метода автоматизированного формообразования (МАФО).

Реализация независимого метода автоматизированного формообразования в полном объёме позволит значительно повысить эффективность производства по сравнению со связанным методом.

Невозможность в полном объёме реализации независимого метода формообразования приводит к необходимости выбора эволюционного подхода к его внедрению на предприятии. Такой подход называют расчётно - плазовым методом. Сущность расчётно - плазового метода (РПМ) состоит в том, что на предприятии параллельно используются независимый и связанный методы формообразования с постепенным вытеснением связанного метода из производства (рисунок 1в).

На начальном этапе эволюции такого комбинированного метода создаётся математическая модель поверхности агрегата - аналог теоретического плаза. На его основе создаётся конструктивный плаз, но выполненный на машинном носителе - конструктивный плаз компьютерный (КПК). КПК на начальном этапе внедрения РПМ в полном объёме используются по традиционной технологии увязки и обеспечения взаимозаменяемости, то есть служит для плоской увязки конструктивных элементов агрегата планера самолёта, изготовления основных и производственных шаблонов. Как известно, при плазово-шаблонном методе последовательная схема увязки и изготовления шаблонов требует значительных затрат времени на подготовку производства и высокой точности выполнения ручных операций. Эти недостатки можно устранить, если плазовое прочерчивание выполнить не ручным способом на металлических заготовках, а с помощью «плоских» систем компьютерного проектирования среднего или низкого уровня по правилам, характерным для ручного прочерчивания. В этом случае выполнение плазов в металле теряет всякий смысл, так как электронный плаз позволяет выполнить работы гораздо быстрее и точнее.

Контроль изготовленных шаблонов возможен с использованием координатно-измерительных машин (КИМ) на основе исходного файла шаблона.

1.2 Передача информации при комбинированном методе

самолетостроение конструктивный плаз геометрический

По мере развития программно-технических средств и опыта использования современных компьютерных технологий появилась возможность разработки полной твердотельной математической модели конструкции агрегата. На сегодняшний день корпорация НПК «Иркут» для твердотельного моделирования изделия использует систему Unigraphics компании UGS. Наличие развитых средств автоматизации позволяет сформировать систему компьютерных источников информации верхнего уровня, носящих название «электронный макет»: теоретический электронный макет агрегата, электронный макет конструкции агрегата, технологический электронный макет конструкции. В реальном производстве применение электронной геометрической модели позволяет отказаться от изготовления дорогостоящих макетов поверхности, использования метода слепков для изготовления рабочих болванок и штампов и перейти к выполнению обводообразующей и плазово - шаблонной оснастки методами с использованием станков с числовым программным управлением.

Теоретический электронный макет агрегата (ТЭМ) создаётся на основе теоретических (конструкторских) чертежей или математических моделей поверхностей агрегатов, а так же на основе конструктивно-силовых схем, схем разбивки стрингеров, раскроя обшивок, кинематических схем и содержит информацию о поверхности изделия (теоретические поверхности внешних обводов, практические поверхности люков, облицовок, ниш шасси и так далее); об обрезах обшивок, элементах кинематической схемы. ТЭМ агрегата используется при разработке электронного макета конструкции агрегата, конструктивного плаза компьютерного, а также для непосредственного независимого переноса информации при проектировании обводообразующих элементов агрегатно-сборочной оснастки, макетной и рабочей оснастки, при подготовке управляющих программ для станков с ЧПУ на изготовление обводообразующих деталей планера.

Электронный макет конструкции агрегата (КЭМ) создаётся на основе ТЭМ и представляет собой файл сборки агрегата, выполненный в системе Unigraphics и включающий в себя твердотельные модели всех деталей, входящих в конструкцию агрегата с заданными условиями сопряжения. КЭМ используется для подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ при изготовлении монолитных деталей конструкции агрегата, при проектировании элементов оснастки для изготовления деталей и сборки агрегатов.

Технологический электронный макет (ТхЭМ) представляет собой КЭМ детали, но модифицированный с учетом технологических особенностей ее изготовления. ТхЭМ создается по мере необходимости и используется при проектировании технологической оснастки. Например, с целью учета величины пружинения детали при проектировании штамповой оснастки создается ТхЭМ детали, созданный с учетом геометрической компенсации эффекта пружинения.

ТхЭМ предназначен для:

- проектирования и изготовления литых деталей, штамповок, литейных форм, пресс форм, зоготовительно - штамповочной оснастки;

- проектирование детальных и сборочных чертежей оснастки.

С целью представления доступа к ТхЭМ другим подразделениям или его использования при создании КЭМ сборочной оснастки, разработчик ТхЭМ помещает его в базу данных (БД).

1.2.1 Разработка конструктивного плаза компьютерного

На предприятии корпорации НПК «Иркут» конструктор конструкторского бюро (КБ) оформляет служебную записку на разработку и выдачу предварительного файла планового вида в строительной плоскости крыла (СПК) (агрегаты крыла) или в плоскости хорд (стабилизатор, руля высоты, киль) соответствующего агрегата. Из конструкторской документацией (КД) - конструктивные чертежи, чертежи конструктивно - силовых схем, геометрических данных расчетно - конструкторского бюро (РКБ) - ТЭМ поверхности, ТЭМ конструктивно силовой схемы, производится выборка всех плоских конструкций и, соответственно, определение положений осевых плоскостей расчетных сечений КПК. Конструктор КБ, на базе выданного из РКБ файла планового вида агрегата, КД сборочных единиц агрегата, конструктивно-силовых схем, схем отделов средств технологического оснащения (СТО) заготовительно-штамповочного производство (ЗШП) и СТО агрегатно-сборочного производство (АСП) разрабатывает в необходимом масштабе файл схемы расчетных сечений КПК. Положение осевых плоскостей расчетных сечений КПК указывается для всех плоских конструкций соответствующего агрегата, перпендикулярных выбранной базовой координатной плоскости, в т. ч. указывается положение осевых плоскостей расчетных сечений общего положения.

В разрабатываемом файле схемы расчетных сечений КПК указываются размеры непосредственно между плоскостями расчетных сечений КПК, а также от дистанции “0”, т.е. указание размеров между плоскостями расчетных сечений КПК производится в двойном исполнении.

В схемах сечений КПК указываются все размеры (без исключения) и углы (при необходимости), определяющие положение осевых плоскостей расчетных сечений КПК.

На поле схемы расчетных сечений КПК выполняются отдельные сечения (возможно по зонам) и виды, определяющие положение осей расчетных сечений КПК с указанием соответствующих баз.

Геометрическая информация (ГИ) конструктивного плаза компьютерного (электронного) КПКэ расчетных сечений плоских конструкций, сечений отдельных деталей и сборочных единиц, разверток участков поверхностей сборочных единиц агрегатов создается в двухмерных графических редакторах типа AutoCAD с применением разработанного пакета специальных прикладных программ. Исходными данными для разработки КПКэ расчетных сечений плоских конструкций, сечений отдельных деталей и сборочных единиц, разверток участков поверхностей сборочных единиц агрегатов являются теоретические данные в виде расчетных теоретических файлов в форматах DWG и Text КПК, разработанных под управлением PDM- системы TeamCenter. КПКэ расчетных сечений плоских конструкций, сечений отдельных деталей и сборочных единиц, разверток участков поверхностей сборочных единиц агрегатов выполняются в масштабе 1:1 в истинных номинальных размерах с учетом малок и углов подхода конструктивных продольных элементов к плоскости расчетного сечения (рисунок 2).



Контуры деталей в КПКэ указываются через обозначение шаблонов (шаблон контура (ШК); шаблон внутреннего контура (ШВК); шаблон контура сечения (ШКС) и т.д.) с указанием соответствующего номера детали.

В соответствии с ведомостями ПШО (ведомость плазово - шаблонной оснастки, в которой указываются шаблоны для определенных подразделений с указанием информации, которую необходимо отобразить на шаблонах). В КПКэ, на КПК и КП, вносятся обозначения шаблонов типа ШК, ШВК, ШР (шаблон развертки), ШЗ (шаблон заготовки), ШГ (шаблон гибки), ШКСН (шаблон контура сечения низ), ШКСВ (шаблон контура сечения верх) без учета технологических припусков для цехов АСП. Под обозначением “ШР” подразумевается расчетная развертка детали. Под обозначением “ШК, ШВК”, при отсутствии в ведомости ПШО указанных шаблонов, подразумевается линия пересечения наружных, внутренних поверхностей детали. Нерабочие контуры ШХФ (шаблон химической фрезеровки) не указываются, а указывается только обозначение ШХФ по контуру границы химического фрезерования с учетом технологического припуска L бокового травления. ШФ не указывается.

Контуры всех шаблонов, с учетом технологических припусков для цехов АСП, указываются только в (паспортах) чертежах производственных шаблонов.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3 - Шаблон ШКС необходимый для изготовления оснастки с рабочей информацией

ШКС - плоский шаблон, рабочая кромка которого соответствует наружному или внутреннему контуру сечения детали.

ШКС изготавливается по внутреннему или наружному контуру узла или детали агрегата (рисунок 3).

Шаблоны ШКС применяются для:

- изготовление формблоков и оправок;

- изготовление и контроль болванок, свинцово-цинковых штампов, гипсомоделей, обтяжных пуансонов;

- изготовление моделей для литья;

- изготовление шаблонов ШОК (шаблон обрезки и кондуктора);

- контроль детали.

Шаблоны для контроля детали изготавливаются по наружному контуру (не включая толщину детали) и обозначаются ШКСН; для изготовления болванок и формблоков - по внутреннему (включая толщину деталей) и обозначаются ШКСВ (рисунок 4).

Рисунок 4 - Шаблоны ШКС необходимые для контроля оснастки

Шаблоны, входящие в комплект, должны иметь единую базовую кромку, определяемую базовой плоскостью. Одноименные точки контура детали на шаблонах, построенных в различных проекционных плоскостях, должны быть на одном и том же расстоянии (Н) от плоскости, выбранной за базу (рисунок 5).



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 5- Шаблоны ШКС установленные на инструментальном стенде по единым базам

Изготовление шаблона развертки. ШР представляет собой развертку плоской или объемной детали (рисунок 6).

Рисунок 6- Шаблон развертки ШР

Шаблон развертки применяются для:

- изготовления заготовок деталей;

- изготовления шаблонов группового раскроя;

- сверление отверстий в заготовках;

- изготовление пробивных штампов;

- изготовление пуансонов при вырезании деталей.

Изготовление шаблона контура. ШК - плоский шаблон, соответствующий наружному контуру детали.

ШК изготавливается по наружному контуру детали, образованному пересечением внешних поверхностей (рисунок 7).

Рисунок 7- Шаблон контура ШК

Шаблон ШК применяют для:

- изготовления и увязки шаблонов ШР, ШВК, ШОК;

- изготовление матриц гибочных штампов;

- изготовление штампов холодной и горячей штамповки;

- контроль готовых деталей.

Изготовление шаблона внутреннего контура. ШВК - плоский шаблон, соответствующий внутреннему контуру детали.

Шаблон ШВК изготавливается по контуру, образованному пересечением внутренних поверхностей детали (рисунок 8).



Рисунок 8- Шаблон внутреннего контура ШВК

Контур ШВК зависит от величины малки, толщины материала детали и обшивки.

Изготовление Шаблона обрезки и кондуктора. Шаблон ШОК - предназначен для обрезки профилей по контуру и длине, для сверления отверстий и контроля формы детали.

ШОК применяют для:

- разметки деталей под обрезку, фрезерования;

- обрезки прессованных гнутых профилей по контуру и длине;

- сверления и вырезания отверстий в деталях;

- изготовления кондукторов, штампов и приспособлений;

- контроля формы деталей.

Плоский ШОК, применяется при изготовлении деталей, имеющих изгиб в одной плоскости, и как контрольный комплект угловых ШОКов (рисунок 9).



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 9 - Шаблон ШОК

Таким образом все выше перечисленные шаблоны изготавливаются путем копирования форм и размеров разработанных в виде КПК (на жестком носителе) и в виде КПКэ в электронном виде. КПКэ используется при написании программы для лазерного раскроя на станке Trumatik. После придания формы шаблонам носителям геометрической информации производится контроль шаблонов по фото отпечатку на металле изготовленному по КПК (на жестком носителе). Исходя из выше изложенного и рассмотрев все выше перечисленные факты, можно сказать, что комбинированный метод избавил производство от необходимости создания плазовых источников, но не избавляет от необходимости изготовления самих шаблонов (выполненных в металле). Все это в совокупности влечет за собой большие затраты. В таких условиях естественно стремление к максимальному сокращению цепи передачи информации, получаемой при использовании связанного метода формообразования. Использование средств компьютерной графике, а так же более современных станков с ЧПУ позволяет перейти к более современному методу изготовления как СТО так и деталей, т.е. к бесплазовому методу увязки. Где увязка деталей планера полностью производится с помощью средств компьютерной графике в среде Teamcenter Engineering, в которой включены все подразделения принимающие участие в сборке планера.

2. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПЕРЕДАЧИ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ИНОРМАЦИИ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ СРЕДСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯЗАГОТОВИТЕЛЬНО ШТАМПОВОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВО

Одной из важнейших задач современного производства является внедрение в производственный процесс новейших прикладных компьютерных технологий. Это вызвано тем, что необходимо производить продукцию с высоким качеством и с высокой точностью и зачастую в сжатые сроки. В настоящее время в авиастроении, как и в других сферах человеческой деятельности, существует программное обеспечение, позволяющее автоматизировать практически всю научно-техническую и инженерную деятельность предприятия на этапах проектирования и производства.

Анализ тенденций развития современного промышленного производства показывает, что проблемы достижения высокого качества и конкурентоспособности авиационной продукции невозможно решить без применения современных информационных технологий на основе широкого использования компьютерной техники. Локальных и глобальных сетей, позволяющих организовать надежный, происходящий в режиме реального времени обмен информацией, которая должна обладать высокой степенью достоверности и защищенности от внешнего вмешательства.

Широкое распространение аналитических методов задания обводов, автоматизация расчетов и записи программ для оборудования с ЧПУ способствовали разработке независимого метода образования форм и размеров сопрягаемых элементов конструкции, т.е. метода бесплазовой увязки конструктивных элементов планера.

К преимуществам данного способа подготовки производства изделий следует отнести сокращение времени на выполнение прочерчивания и контроля работ на экране ЭВМ с использованием широких возможностей программного обеспечения, сокращение номенклатуры шаблонов при изготовлении методами ЧПУ и контролем на КИМ, легкость передачи и точного повторения плазовой информации (например, для осуществления лицензионного производства), возможность применения файлов плазов для проектирования комплекта оснастки на базе ЭВМ, отсутствие складских помещений для хранения габаритных физических плазов.

В связи с применением новых компьютерных технологий для разработки средств технологического оснащения заготовительно - штамповочного производства, в целях сокращения затрат и времени на производство листовых деталей и деталей изготовленных из прессованного профиля, целесообразно внести ЭМШ в схему передачи геометрической информации при производстве изделий изменение. Так как отпала необходимость изготовления шаблонов (в металле), как для изготовления заготовки (ШР), так и для изготовления средств СТО.

Укрупнено схема прохождения компьютерной геометрической информации при изготовлении листовых и профильных деталей, в технологии CAD/CAM представлена на рисунке 10.



КД - конструкторская документация; ТЧ - теоретический чертеж; ММп - математическая модель поверхности; ДТМ - директивные технологические материалы; ЭМ - электронные макеты; ЭМсдс - электронные макеты серийных деталей и сборок; ПШО - плазово - шаблонная оснастка; ЭМш - электронный макет шаблона

Рисунок 10 - Схема прохождения компьютерной геометрической информации в технологии CAD/CAM

Кроме того, имеется реальная возможность без больших затрат выполнить объемную увязку плазов, что очень трудоемко при плазово-шаблонном методе. Для достижения этой цели необходимо транслировать плазовые сечения в систему трехмерного проектирования, увязать их с осью симметрии самолета и строительной горизонталью с учетом дистанции и проверить плановые и осевые проекции на соответствие теоретическим обводам. Трудоемкость выполнения данной увязки в пространстве в 50-100 раз меньше объема работ при выполнении увязки ручных плазов.

2.1 Система управления данными об изделии Teamcenter Engineering как средство управления геометрической информацией при технологической подготовке производства

Пакет Teamcenter Engineering (ранее известный как IMAN) предназначен для поддержки жизненного цикла изделий на ранних стадиях: от концептуального проектирования до конструкторско-технологической проработки и подготовки серийного производства. Принимаемые на этих этапах решения оказывают решающее воздействие на все стадии жизненного цикла выпускаемой продукции, являются залогом ее успешной судьбы.

Информация - важнейшая основа процесса разработки изделия, и поэтому каждый работник должен иметь быстрый доступ к ней и программным инструментам, необходимым для выполнения поставленных задач. Teamcenter Engineering как раз предназначен для того, чтобы помочь управлять разнообразной информацией, используемой и возникающей в процессе разработки.

Рисунок 11- Общий вид программы IMAN

В настоящее время практически вся сведения об изделии, в том числе примечания проектировщика, записки, спецификации, требования и т. п., обрабатываются с помощью компьютеров. Однако эти документы, как правило, не связаны с другой значимой информацией. Цель Teamcenter Engineering состоит в том, чтобы конструктор мог сохранить и привести в порядок эти информационные блоки, привязав их к структуре изделия. Здесь Teamcenter Engineering использует способность модуля моделирования сборок Unigraphics генерировать структуру изделия на ранних этапах проектирования.

Teamcenter Engineering является общепризнанным лидером в области интеграции приложений, в первую очередь САПР. Этот пакет позволяет создать любые IT-решения, преодолевая несовместимость форматов различных программ и проблемы удаленных инсталляций. Он имеет полный набор соответствующих средств, включающий надежные приложения по управлению данными об изделии, стандартный механизм разработки пользовательских приложений (API) и полный комплект решений, обеспечивающих сопровождение и дополнительные услуги. Благодаря партнерским отношениям с ведущими производителями программного обеспечения, компания EDS предоставляет интерфейсы Teamcenter Engineering к широко используемым в различных областях коммерческим приложениям, таким как просмотр и внесение пометок, визуализация, САПР, АСТПП, системы анализа, системы ERP, генераторы отчетов, классификаторы и системы управления документооборотом.

Программа обеспечивает оптимальное управление процессами подготовки производства (основными объектами управления здесь являются все стадии проектирования, внесение в разработки изменений и взаимодействие подразделений в масштабе предприятия). Для решения этой задачи предлагается набор эффективных модулей: UG/Manager (интерфейс к Unigraphics), in-CLASS (классификаторы), Engineering process management (управление бизнес-процессами), Product Structure Management (управление структурой изделия), Portal Viewer (визуализация) и Multi-site collaboration (управление распределенными базами данных).

Средства Teamcenter Engineering позволяют значительно облегчить наиболее трудоемкие процедуры внедрения в производство и сопровождения, связанные с внесением изменений - для этого предназначен специальный модуль Change Management. Teamcenter Engineering поддерживает ассоциативность между файлами, заложенную в системе Unigraphics, и дополняет ее ассоциативностью, обеспечиваемой современными базами данных. Это позволяет реализовать процесс прохождения изменений по совокупности взаимосвязанных документов на беспрецедентно автоматизированном уровне.

Одной из острых проблем для многих предприятий СНГ является резкий переход от крупносерийного производства к работе по заказам, что подразумевает плохо поддающееся контролю количество изменений в документации. Уникальное свойство Teamcenter Engineering - поддержка массового производства в таких условиях. Пакет позволяет представлять изделия как "неточные сборки", конкретная спецификация которых определяется в соответствии с определенными конфигурационными правилами. Конфигурационные правила могут быть созданы как на основе базовых свойств изделия (в запросе к базе данных указываются варианты исполнения), так и на основе применяемости узлов и деталей в конкретных образцах изделия (в запросе - серийные номера, даты выпуска и т. п.). Тем самым разработанная документация как бы вбирает в себя всю совокупность миллионов возможных конфигураций изделия, а не только его базовый вариант. Конкретное решение автоматически генерируется после обработки бланка заказа.

Электронный архив позволяет хранить документацию на все варианты выпущенных изделий и, само собой, не исключает использования бумажных документов (обычно это копии электронных подлинников, либо документы, имеющие подчиненное значение: описания техпроцессов, чертежи для механообработки и т. п.).

В условиях производства с широкой и постоянно растущей номенклатурой электронная архивация не имеет разумной альтернативы, особенно в перспективе. При этом средства Teamcenter Engineering позволяют успешно бороться с безмерным разрастанием архива (что является серьезной проблемой систем электронного хранения документов). Средства поиска позволяют легко определить лиц, которые работают с данным документом, а также изделия, к которым он относится.

Отметим, что рассматриваемый пакет обеспечивает поддержку процедуры согласования и утверждения электронных документов, а также надежную защиту файлов от несанкционированного доступа и изменения.

В настоящее время в мире достаточно широко распространены несколько десятков PDM-систем. Они разрабатываются как компаниями, занимающимися исключительно выпуском САПР, программами обработки изображений, так и многопрофильными грандами отрасли информационных технологий. Существуют как встроенные, так и независимые PDM-системы.

Системы управления данными об изделии (PDM) - это инструментальное средство, которое помогает администраторам, конструкторам, инженерам, технологам и другим специалистам управлять как данными, так и процессами разработки изделия на современном производственном предприятии или в группе предприятий-смежников. Системы PDM следят за большими, постоянно обновляющимися массивами данных и инженерно-технической информации, необходимыми на этапах проектирования.

Любая информация, необходимая на том или ином этапе жизненного цикла изделия, может управляться системой PDM, которая предоставляет корректные данные всем пользователям и всем промышленным информационным системам по мере надобности. Таким образом, речь идет о полном, централизованном и постоянном автоматизированном контроле над всей совокупностью данных, описывающих как само изделие, так и процессы его конструирования, производства, эксплуатации и утилизации.

Наиболее оптимальным решением при использовании системы CAD/CAM/CAE Unigraphics является внедрение и дальнейшее развитие системы управления данными об изделии TeamCenter Engineering (IMAN). Возможности IMAN дополняют и расширяют функциональность Unigraphics NX при проектировании и изготовлении сложных изделий.

Система IMAN является объектно-ориентированной аппаратно - независимой системой сопровождения данных, организованных в соответствии со стандартом ISO/STEP 10303. Она обеспечивает создание, использование и управление данными на протяжении всего жизненного цикла изделия и пригодна для использования, как в рабочей группе, так и в компании в целом. На рисунке 12 показана структура системы IMAN.

Рисунок 12 ? Структура системы IMAN

Система IMAN состоит из нескольких функциональных модулей, которые могут внедряться последовательно. Встроенные средства программирования позволяют настраивать систему на конкретные применения и использование собственных типов данных.

Работа в среде IMAN начинается с запуска системы. Для этого необходимо в меню «Пуск» найти пункт Программы - IMAN 8.1 - IMAN Portal LSE. Откроется основное меню IMAN (рисунок 13) «Рабочее пространство» и выбираем приложение для работы.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 13 - Рабочее пространство системы IMAN

Задание - в данном пункте выполняется работа с заданиями. При входе в пункт задания появляется две папки Tasks to Perform (задачи для выполнения) и Tasks to Track (задачи для наблюдения).

Навигатор - приложение для работы с личным рабочим пространством. В папке находятся стандартные объекты: «Home» - корень рабочего пространства пользователя; «Mailbox» - почтовый ящик почты IMAN; «New Stuff» - папка для вновь создаваемых объектов, папка с фамилией пользователя - рабочая папка пользователя. В данных папках можно осуществлять различные действия над входящими объектами.

Поиск - в данном приложении осуществляется поиск по заданным атрибутам. Набирая в графе поиска имя необходимого для просмотра файла можно его найти, посмотреть файл, узнать этап его проектирования. Просмотр процессов - приложение для просмотра выполнения задания для выбранного объекта. Для входа в систему необходимо выбирать требуемую базу данных для работы по изделию, вводим имя и пароль пользователя, нажимаем подтверждение.

Создание процедуры по разработке КЭМ в системе IMAN. Процедура по разработке КЭМ создается конструктором и состоит из следующих этапов:

- назначение исполнителей;

- моделирование КЭМ;

- контроль КЭМ;

- работа со сборкой;

- утверждение КЭМ.

Для создания процедуры необходимо зайти в приложение «Навигатор», установить курсор на ревизию компонента, на который создается процедура.

Выполняем команду «Файл - Создать - Процедуру…» как показано на рисунке 14. В поле «Имя процедуры» вводим обозначение компонента, согласно имени нашего чертежа, в поле «Шаблон процесса» выбираем из списка шаблон «Разработка КЭМ» как показано на рисунке 15.

Рисунок 14 - Создание процедуры



Рисунок 15 - Выбор шаблона процедуры

Для подтверждения выполненных действий в окне «Создать процедуру» нажимаем кнопку ОК. В результате окно «Создать процедуру» закрывается и происходит запуск процедуры.

На этапе «Назначение исполнителей» назначаем конструктора и контролера. Для этого необходимо открыть приложение «Задание» и в папке «Tasks to Perform» найти процесс «perform - signoff» (рисунок 16).

Рисунок 16 - Процесс установки задания

В информационной части окна приложения «Задания» переключатель «Task View -Process View» (изменение отображения структуры этапа или процесса) переводим в положение «Process View». Информационная часть примет вид, показанный на рисунке 17.

Рисунок 17 - Процесс отображения структуры процедуры

Необходимо отметить заголовок данного процесса. Информационная часть примет вид, показанный на рисунке 18. Для назначения исполнителя на этапе моделирования КЭМ нажимаем правой клавишей мыши на этап и в появившемся меню выбираем «Действия - Выполнить».

Рисунок 18 - Назначение исполнителя на проектирование КЭМ

В окне «Выбор группы подписания», открываем список пользователей и выбираем пользователя для выполнения задания на этап моделирования КЭМ.

Для завершения этапа «Назначения исполнителей» выбираем «Утвердить» и нажимаем клавишу «Применить». Процесс перейдет в папку «Tasks to Track» у инициатора процесса и в папку «Tasks to Perform» исполнителю этапа «Моделирования ». В случае если инициатор процесса является исполнителем текущего этапа, то процесс отображается только у него в папке «Tasks to Perform».

На этапе «Моделирование » выполняются все работы по созданию конструктивного электронного макета. Исполнитель может записывать все целевые объекты, добавленные в процесс при запуске этапа, а также может добавлять нужные для моделирования объекты в процесс. Если процесс запущен на одну ревизию и нет объекта UGMaster, то создаем файл конструктивного электронного макета, выделив ревизию и выполнив команду главного меню «Файл» - «Создать» - «Набор данных» или в системе Unigraphics NX командой создания нового файла. После добавления необходимых объектов приступаем непосредственно к моделированию. По окончанию работ, связанных с моделированием, этап необходимо завершить. Для этого выбираем процесс «Моделирование » и в закладке «Решения» выбираем пункт «Утвердить» и нажимаем клавишу «Применить». Процесс по разработке шаблона переходит на этап «Контроль шаблона».

На этапе «Контроль шаблона» выполняются все работы по проверке запускаемого конструктивного электронного макета в производство. На этом этапе все целевые объекты доступны только для чтения. После проверки правильности выполнения шаблона контролер может принять одно из двух решений: утвердить шаблон и продвинуть процесс на следующий этап, либо вернуть шаблона на доработку на этап «Моделирование шаблона». В результате контроля шаблона переходит на следующий этап.

Этап «Утверждения шаблона» выполняется непосредственно начальником конструкторского бюро. На данном этапе принимается решение выпустить компонент в производство или при необходимости внесения изменений вернуть процесс на этап «Моделирование шаблона».

2.2 Создание носителей геометрической информации изготовления средств технологического оснащения заготовительно штамповочного производства при бесплазовом методе увязки

Исходными данными для разработки геометрической информации являются:

- сборочные и детальные чертежи самолета (изделия);

- электронные геометрические данные - ТЭМ, КЭМ деталей и сборочных единиц;

- схемы отделов разработчиков средств СТО;

- ведомости ПШО.

Электронный макет шаблона (ЭМш) - электронный макет, разработанный на базе КЭМ и содержащий набор контуров детали, в соответствии с номенклатурой шаблонов на данную деталь. Cостоит из двух файлов, в формате.prt (ЭМш UG) и в формате.dwg (ЭМш ACAD).

При переходе на ЭМш все шаблоны маркируются буквой «э», т. е представлены в электронном виде.

В файл ЭМш UG экспортируется КЭМ детали без параметризации, необходимый фрагмент ТЭМ, плоскости необходимых сечений, оси отверстий с КЭМ сборочной единицы. Экспортируемые геометрические данные размещаются по слоям как указано в таблице 1.

Таблица 1 - Расположение экспортируемой геометрической информации по номерам слоев в файле ЭМш

Номер слоя	Категория	Описание
1	BODY	КЭМ детали
2	KSS
3	TEOR	Теоретические поверхности и плоскости конструктивных элементов
4	FASTENERS	Оси крепежа со сборочного файла UG
256	DUMP	Объекты, которые не удаляются
10	Razvertka RKB	Занимается в РКБ (редактировать что-либо на этом уровне запрещено)

Наряду с экспортируемой ГИ в файле Эмш необходимо создать уровни определяемые номенклатурой шаблонов согласно ведомости ПШО, а так же вся необходимая ГИ. В данном случае номера уровней присваиваются непосредственно конструктором.

Уровень MALKA- занимается автоматически самой программой установки малок.

MALKA- ТК и малочные риски, необходимые для изготовления шаблонов.

MALKA - Малочные риски в теле шаблона, длиной 15мм, для нанесения рисок на шаблоне по программе - в случае необходимости.

RAZVERTKA - поверхности в гнутом виде, поверхности в развертке и сохраненная WCS. В случае необходимости создания развертки поверхности выходящей на ТК (обшивки, и т.д.).

SHK- контур ШКэ основного вида с необходимой границей фрезеровок, с осями шаблонов, с конструктивными осями; c осями НО; СО; с осями отверстий окончательного диаметра, т.е. с осями отверстий, необходимых в шаблонах согласно ведомости ПШО (чертежей отделов) и с осями отверстий, которые согласно ведомости ПШО в шаблоне не давать, с сохраненной WCS, снятые с КЭМ детали.

SHR_SHK_SHVK - геометрическая информация рабочего контура шаблонов ШРэ, ШКэ, ШВКэ с конструктивными осями, с осями ШО; НО; СО, с осями отверстий окончательного диаметра, т.е. с осями отверстий, необходимых в шаблонах согласно ведомости ПШО (чертежей отделов) и с осями отверстий, которые согласно ведомости ПШО в шаблоне не давать, с сохраненной WCS, снятые с КЭМ детали.

Контур - геометрическая информация ШКэ полки, выходящей на ТК с конструктивными осями, с осями НО, СО; с осями отверстий окончательного диаметра, т.е. с осями отверстий, необходимых в шаблонах согласно ведомости ПШО (чертежей отделов) и с осями отверстий, которые согласно ведомости ПШО в шаблоне не давать, с сохраненной WCS, снятые с КЭМ детали.

SHK_RAZV- геометрическая информация ШКэ полки, выходящей на ТК в развертке с необходимой границей фрезеровок, осей шаблонов, с конструктивными осями, с осями НО; СО; с осями отверстий окончательного диаметра, т.е. с осями отверстий, необходимых в шаблонах согласно ведомости ПШО (чертежей отделов) и с осями отверстий, которые согласно ведомости ПШО в шаблоне не давать, и с сохраненной WCS.

SHK1, SHK2 _ (SHG) - геометрическая информация рабочего контура ШКэ (ШГэ) (с рисками обреза дет. длиной 15мм для ШГэ) с конструктивными осями, с осями НО; СО; с осями отверстий окончательного диаметра, т.е. с осями отверстий, необходимых в шаблонах согласно ведомости ПШО (чертежей отделов) и осями отверстий, которые согласно ведомости ПШО в шаблоне не давать, с сохраненной WCS, снятые с КЭМ детали, в случае наличия только ШОК э.

Примечание - Сохраненная WCS необходима для возможности добавления дополнительных элементов.

Перед экспортом в файлах ЭМш UG установить WCS в абсолютную систему координат Absolute CSYS.

В файле ЭМш для каждого шаблона детали базовые оси, ТК, малки выполнять в плоскости шаблона. В файле ЭМш не должно быть уровней с объектами, но без имени категории.

После подготовки файла ЭМш выполненного в UG в формате prt. с помощью программы (dxf_wcs_2002.grx) -если нет малочных рисок и (dxf_wcs_mal_2002.grx)-если есть малочные риски, вся необходимая информация экспортируется в ACAD с последующим созданием ЭМш в формате dwg. в электронном виде.

2.3 Применение методики передачи геометрической информации, на примере нервюры