Главная




       

Инструменты для авиастроения

Повышение надежности и эксплуатационного ресурса авиационной техники является одной из главных задач проектирования и строительства летательных аппаратов. В значительной степени решение данной задачи связано с развитием авиационных материалов и мерами по повышению прочности и снижению усталостного износа в заклепочных и резьбовых соединениях.  Авиационная промышленность предъявляет особые требования к деталям крепления, процессам подготовки отверстий и установки крепежа.  Современное инструментальное оснащение способно выполнить поставленные задачи, а также снизить трудоемкость процессов и обеспечить одинаково высокое качество для всех элементов крепления.

Вершиной качества являются отверстия для так называемых болт-заклепок и резьбовых соединений. Именно для них требуется геометрическая точность исполнения отверстий H9, H8, H7 с чистотой Ra=1,6. В самолетостроении используются болт-заклепки, установленные с натягом или с зазором. Отверстия для болт-заклепок, устанавливаемых с натягом, должны быть выполнены с геометрическим качеством не хуже H9, для резьбовых соединений и болт-заклепок, устанавливаемых с зазором, – с качеством не хуже H8, Н7. В выполнении данной работы задействована не одна сверлильная операция, так называемый переход, а, как правило, несколько, включая сверление предварительного отверстия, зенкерование, развертку и зенкование. При совместной обработке нескольких слоев материалов, в зависимости от их свойств и толщины, разверточная операция может потребовать несколько переходов, шаг за шагом приближающих к окончательному диаметру. Общее число переходов для подготовки отверстия одного диаметра может составить от 4 до 9. Очевидно, что для этой работы потребуется не только набор режущего инструмента, но и высочайшая аккуратность и внимательность рабочего, пользующегося ручной дрелью. Сверление отверстия в комбинированных и толc-тых пакетах с большим числом переходов занимает несколько часов рабочего времени, в особо сложных случаях удается получить всего 2–3 отверcтия за смену (!). А таких отверстий – сотни и тысячи! Нельзя не восхититься усердием и высоким профессионализмом людей, создающих превосходную авиационную технику!

Современное инструментальное обеспечение позволяет добиться повышения производительности труда, гарантирует качество обработки отверстий и существенно снижает риск человеческой ошибки. К таким инструментам относятся сверлильные машины с автоматизированной подачей (AFD – automatic feed drills). Совместно с оригинальными сверлами, развертками или комбинированным режущим инструментом машина представляет собой единый комплекс, предназначенный для обработки многочисленной группы однородных отверстий. Фактически это – мини-станок, фиксируемый в оснастке (кондукторе) напротив просверливаемых материалов. Использование AFD позволяет получить цилиндрическое отверстие в алюминиевом пакете качеством H9 (предназначенное для болт-заклепок, устанавливаемых с натягом) за один-единственный переход. Скорость подачи сверла с кинематической зависимостью от скорости оборотов двигателя машины составляет 0,05 или 0,1 мм за один оборот.

Подобрав инструмент с необходимым числом оборотов по обрабатываемому материалу, например 2700 об/мин для алюминия, нетрудно рассчитать скорость обработки пакета – 135–270 мм/мин. Для сложных пакетов потребуется увеличение количества переходов со сменой режущего инструмента, но, несмотря на это, качество и скорость обработки остаются непревзойденными! Для сверления комбинированного пакета толщиной около 40 мм с качеством отверстия H8 и зенкованием (для резьбовых соединений или болт-заклепок) AFD потребуется два перехода против шести-семи, выполняемых с помощью ручных дрелей. В данной операции используется твердосплавный режущий инструмент: сверло – для предварительного отверстия и развертка-зенковка – для завершения отверстия по H8 и зенкования. Конструкция AFD и разнообразие режущего инструмента позволяют варьировать при составлении комплекса для имеющейся сверлильной задачи.

Для старых добрых цельных металлических деформируемых заклепок (H11, Ra=3,2), представляющих самую многочисленную популяцию крепежа летательных аппаратов, предусмотрена автоматизация ручного процесса сверления. С помощью ручной дрели с принудительной пневмогидравлической подачей со скоростью 15 000 об/мин, оснащенной микрорегулировкой глубины сверления-зенкования, отверстие в нетолстых (до 12 мм) алюминиевых пакетах сверлится и зенкуется всего за 1–1,5 сек (!).

Безусловно, внедрение AFD усложняет конструкторскую задачу и процесс подготовки производств, в связи с тем что необходимо пересматривать стапельное обеспечение, планируя оснастку для навесных сверлильных агрегатов. Да, это дилемма альтернативных издержек сегодняшнего дня. Но нельзя не учитывать, что повышение конкурентоспособности производства российского авиационного комплекса становится все насущнее в условиях современного рынка. Также ошибочно считать, что автоматизация процессов отберет работу у профессионалов – внедрение новых факторов производства расширяет производственные возможности. Работа у профессионалов будет всегда!

Александр Пястолов,
технический директор ООО «Полидэк» 

__________________________________________________________________________________________________________________________ 

«Холодные» технологии в «горячих» соединениях

Одной из наиболее важных эксплуатационных характеристик самолета является его ресурс, который во многом зависит от устойчивости компонентов летательного аппарата (ЛА) к знакопеременным нагрузкам, вибрации. Повторяющиеся нагрузки приводят со временем к усталостному износу соединений. Это время задает срок «жизни» ЛА, срок безопасной эксплуатации. Приведенные ниже технологии направлены на снижение усталостного износа и уменьшение веса ЛА за счет сокращения количества соединений и крепежных элементов. 

Фирма «Полидэк» работает на российском рынке более восьми лет. Является дистрибьютером американской компании FTI (Fatigue Technology Incorporated) – ведущего разработчика в области «холодной» обработки отверстий. Продукция FTI признана мировыми авиапроизводителями. В основе «холодной» обработки отверстий лежит процесс протягивания дорна (дорнование) как для упрочнения стенок отверстий, так и для установки различных втулок, фитингов трубопроводов, анкерных гаек и т.д. Метод дорнования сам по себе не нов, однако FTI привнесла в него значительные усовершенствования и расширила область применения дорнования или «холодной протяжки». 

УПРОЧНЕНИЕ ОТВЕРСТИЙ

Метод холодной протяжки основан на механическом уплотнении внутренней поверхности отверстий путем протягивания дорна (протяжки) через разрезную гильзу, вставленную в отверстие и покрытую смазывающей пленкой. Разрезная гильза защищает внутреннюю поверхность отверстия от механического повреждения при прохождении дорна, способствует равномерному распределению давления и позволяет сделать весь процесс односторонним. Дорн, продвигаемый через гильзу, помещенную внутрь отверстия, вызывает радиальное волновое напряжение. После дорнования остается кольцевая зона остаточной компрессионной нагрузки по периферии рабочей поверхности отверстия или уплотнение. Участок, находящийся под нагрузкой внутреннего напряжения, уравновешивает зону компрессионных нагрузок. Механически уплотненная внутренняя поверхность отверстия, выполненного в алюминиевом пакете, более устойчива к появлению микротрещин от вибрационных воздействий. Данный метод упрочнения внутренней поверхности отверстия может быть применен как к обычным цилиндрическим, так и к зенкованным отверстиям. Выполнение этой операции занимает несколько секунд.

УСТАНОВКА ВТУЛОК

В конструкции ЛА задействовано большое количество сквозных втулок. Обычно они устанавливаются путем запрессовывания, нагрева детали или охлаждения самой втулки. Резкое изменение температуры детали влечет за собой образование коррозии в посадочном месте. Зачастую подход к узлу, где нужно установить втулку, ограничен и использование габаритного пресса невозможно. В этом случае целесообразно применить метод установки втулки с помощью дорна. Процесс построен таким образом, что все операции являются односторонними и установка детали производится очень быстро. Втулка, установленная путем дорнования устойчива к проворачиванию и осевому смещению. Повышенная стойкость к коррозии обеспечивается отсутствием криогенных жидкостей при установке и точной посадкой по месту без изменения температуры деталей. Ресурс такого соединения в несколько раз превышает срок службы узла, собранного обычным способом.

УСТАНОВКА ФИТИНГОВ

Соединительный сквозной фитинг – неотъемлемый элемент трубопроводов различного назначения в конструкции ЛА. Топливные магистрали, гидравлические трубопроводы, воздуховоды имеют большую протяженность и множество стыков. Традиционно фитинг закрепляется в пакете с помощью радиально размещенных заклепок или болтов. Метод дорнования значительно упрощает установку фитингов и избавляет от лишнего крепежа. Благодаря дорнованию существенно упрощается конструкция узла, снижается общий вес. Установка фитинга производится за один рабочий ход тягового пистолета. Компактные размеры тяговых устройств дают возможность работать с труднодоступными узлами конструкции.

Михаил Капов,
ООО «Полидэк»



Выставки