2.6. Шаблоны Классификация, окраска, назначение

Шаблоном называется специальное плоское приспособле­ние — инструмент, являющееся жестким носителем формы и размеров детали, узла или агрегата. Основными характеристи-

Рис. 2. 38. Шаблон контрольно-контурный (ШКК)

ками шаблона являются контур, оси, информация, необходимая для использования шаблона в производстве, а также технологи­ческие отверстия. Эти отверстия служат переходной базой от конструкторской к производственной. Типовая номенклатура включает три основные группы шаблонов, классифицирующих­ся по их назначению:

I. Основные шаблоны, предназначенные для конструктивной \ вязки плоских узлов самолета, для технологической увязки и

Рис. 2. 39. Отпечаток контрольный (ОК)

т

контроля узлового комплекта шаблонов, а также для изготовле­ния, технологической увязки и контроля шаблонов-приспособле­ний и изготовления отдельных шаблонов. К основным шаблонам относятся: 1. Шаблоны контрольно-контурные (ШКК) (рис. 2.38). 2. Отпечаток контрольный (ОК) (рис. 2.39), являю-

37

Рис. 2. 40. Шаблон контура (ШК)

III. Производственные шаблоны, предназначенные для изготов­ления и контроля заготовок и деталей, контроля форм и разме­ров узлов и агрегатов, изготовления и контроля заготовительной оснастки в виде формоблоков, штампов, оправок, болванок и т. п., а также для изготовления деталей и узлов стапельной ос­настки, ее монтажа и контроля. Производственные шаблоны, ко­торые служат для изготовления и контроля самолетных деталей, узлов и агрегатов, окрашиваются в черный цвет и выдаются в производственные цеха. Производственные шаблоны, которые служат для изготовления заготовительной и сборочной оснаст­ки (шаблоны приспособлений ШП), окрашиваются в зеленый цвет и выдаются в цех, изготовляющий соответствующую тех­нологическую оснастку.

К производственным шаблонам относятся:

1. Шаблон контура (ШК) (рис. 2.40), предназначенный для увязки детального комплекта шаблонов. Шаблон контура опре­деляет наружный контур детали и взаимную увязку шаблонов внутреннего контура и развертки деталей. Шаблоны контура применяются при изготовлении контрольных приспособлений, изготовлении матриц гибочных и других штампов. Шаблоны контура изготовляют по шаблону контрольно-контурному (ШКК), отпечатку контрольному (ОК), по конструктивному плазу или по чертежам узла и детали. В зависимости от назна­-

3

чения ШК выполняют в одном экземпляре (эталонный) или в двух (рабочий и эталонный). По шаблонам контура производит- ся изготовление и увязка шаблонов ШВК и ШРД (для плоских деталей), шаблонов ШОК (для профильных деталей), а также для изготовления оснастки (контрольных плазов, штампов, ко- пиров и др.).

Рис. 2.41. Шаблон развертки детали (ШРД)

39

ШКС изготовляют по плазу, шаблонам ШКК, ОК, ШК, черте- жам узла или детали и по техническим условиям изготовления шаблона. Предназначаются ШКС для изготовления рабочих по- верхностей, матриц и пуансонов вытяжных и формовочных штампов, болванок, доводки макетов поверхностей и контроля деталей. ШКС изготовляют как по наружному, так и по внут-

реннему контурам детали и обозначаются они соответст- венно ШКСн и ШКС_В.

7. Шаблоны гибки (ШГ) служат для изготовления и контроля деталей, формо- образуемых гибкой. Вместо* плоского шаблона ШГ, ра- бочий контур которого за- дает кривизну детали, иног- да применяют соответствен- но согнутый стальной пру- ток или эталонную деталь.

8. Шаблон монтажно-фиксирующий (ШМФ) (рис. 2. 45) слу- жит для монтажа стапельной оснастки. Изготовляется по чер- тежам технологического отдела на основе теоретического плаза или ШКК в одном экземпляре. ШМФ называют стапельным шаблоном. 40

нервюры и шпангоуты. Шаблон ШВК изготовляется по шабло­нам ШКК или (ЗК, ШК и чертежам узла или детали.

2. Шаблоны фрезерования (ШФ) служат копиром при изго­товлении плоских заготовок и деталей фрезерованием.

3. Шаблон контура сечения (ШКС) — плоский шаблон, ра­бочая кромка которого является сечением детали (рис. 2.44).

Рис. 2.44. Шаблон контура сечения (ШКС)

Рис. 2.45. Шаблон монтажно-фиксирующий (ШМФ)

назначается для сверления отверстий в листовом материале согласно карте группового раскроя и раскладке шаблонов фрезерования при изготовлении заготовок деталей на копировально-фрезерном -станке КФС1М.

10. Шаблон отрезки и кондуктор для сверления (ШОК) (рис. 2.47), предназначенный для разметки под обрезку контуру деталей двойной кривизны после их формообразования, .1 также для сверления отверстий в деталях, как по кондуктору.

Рис. 2. 46. Шаблон группового раскроя (ШГР)

11. Каркас из шаблонов представляет собой объемный шаб­лон, состоящий из набора шаблонов ШКС, соединенных в жест­кий каркас (рис. 2.48). Каркас изготовляют на основании черте­жей узлов или детали, комплекта шаблонов контура сечения и < пищальных чертежей технологического отдела.

12. Шаблоны приспособлений (ШП), предназначенные для из- готовления деталей приспособлений.

41

Рис. 2. 47. Шаблон отрезки и кон- Рис. 2. 48. Каркас из шаблонов КРС дуктор для сверления (ШОК)

Комплектность шаблонов

В самолетостроительном производстве шаблоны изготовляют комплектами с целью обеспечения их технологической увязки. Это необходимо для достижения взаимозаменяемости деталей, узлов и агрегатов. Технологическая увязка при изготовлении и контроле комплекта шаблонов производится по контуру, коорди­натным и конструктивным осям, установочным линиям, техноло­гическим отверстиям и сериям выпуска шаблонов.

Применяются следующие виды комплектов шаблонов: 1) де­тальный комплект шаблонов, включающий все шаблоны, необ­ходимые для изготовления детали; 2) узловой комплект шабло­нов, объединяющий детальные комплекты по количеству деталей в узле; 3) комплект ШКК на агрегат; 4) комплект кон­трольных отпечатков (ОК) на узел или агрегат; 5) комплект шаблонов приспособлений на данную единицу технологической оснастки (цапример, на стапель).

Технологический процесс изготовления шаблонов

Получение заготовки. Шаблоны изготовляются из листовой хо- лоднокатанной стали 20 по ГОСТ 11268—65 толщиной от 1,5 до 2 мм. При отсутствии холоднокатанной стали разрешается при­менять горячекатанную сталь 20 по ГОСТ 11268—65 толщиной 1,5—2 мм. Шаблоны ШРД, ШФ, ШОК и ШКК изготовляют только из стали толщиной 2 mim. В тех случаях, когда шаблоны имеют малые размеры или при больших размерах малую жест­кость, толщина материала увеличивается. Технологический про­цесс изготовления шаблонов включает следующие типовые опе­рации: 1) подготовка листа; 2) раскрой заготовки; 3) разметка осей и контура; 4) вырезка по контуру; 5) обработка по контуру; 6) разметка отверстий; 7) сверление отверстий; 8) нанесение ин­

42

43

номерным слоем.» Работа поливочного приспособления проста и понятна из рисунка 2. 49.

3. Просушку эмульсии после ее нанесения производят в су- шильной камере, которая оборудована электронагревателями или калориферами. Просушка ведется в течение 10 мин при t₌40—50° С. Чрезмерное повышение температуры недопустима во избежание задубливания эмульсии.

4. Фотокопирование выполняется на специальной копиро- вальной установке — раме (рис. 2. 50). Заготовка шаблона укла- дывается на стол копировальной рамы эмульсией вверх. На за- готовку шаблона укладывается»

конструктивный плаз матовой стороной вниз, на которой тушью вычерчены оси, линии, контур.

Рис. 2.49. Поливочное приспособ­ление:

/—стол; 2—угольник; 3—резиновая прокладка-. 4—заготовка шаблона; 5— эмульсия; 6—сливной желоб

Рис. 2.50. Копировальная рама:

1—заготовка шаблона; 2—конструктивный плаз; 3—источник света; 4—вакуумный стол; 5—целлофан; 6—крышка копировальной рамы

Заготовка шаблона с конструктивным плазом накрывается цел­лофановым покрывалом и для создания полного контакта плаза с заготовкой из-под целлофанового покрывала вакуум-насосом выкачивается воздух, создавая разрежение 0,23—0,25 кгс/см². После этого опускают крышку копировальной рамы и произво­дят экспонирование, включая свет 108 ламп мощностью ЗОВ каждая. Время экспонирования зависит от чувствительности эмульсий (обычно на 3—4 мин).

3. Проявление отпечатка производится в ванне с проявительным раствором. Просвеченная светочувствительная эмульсия задубливается и под действием проявителя окрашивается в чер­ный цвет. Непросвеченная эмульсия, находящаяся под черными линиями контура на плазе, не задубливается и при погружении в раствор набухает и разрушается. Ее следы удаляются про­мывкой.

4. Просушку заготовки шаблона (после промывки) в сушиль­ной камере при /=50°—60° С.

5. Контроль фотоотпечатка на заготовке шаблона заключает­ся в тщательном осмотре фотокопии и замерах полученных об­водов. Точность обводов проверяется наложением плаза, с кото­-

44

теоретической таблицы откладывают соответствующие коорди­наты, определяющие точки линии обвода. По нанесенным точкам с помощью плазовой рейки и ножа (чертилки) вычерчивают линию контура. Заготовка шаблона на столе плаз-кондуктора фиксируется штифтами по базовым отверстиям. Координат­ное оси и координаты точек наносятся на заготовку с помощью разметочных линеек. Затем заготовка снимается с плаз-кондуктора и на обычном столе по точкам проводятся теоретические линии.

Разметка на плаз-кондукторе весьма трудоемкий процесс, требующий высокой квалификации разметчика. Механизация процесса разметки контура шаблонов осуществляется с помо­щью специальной разметочной оснастки, и в первую очередь, координатографов. Координатографы используются также и для ра «метки осей и контура на теоретических плазах.

Разметка с помощью координатографа. Аналитические спосо­бы задания поверхностей агрегатов открывают новые возможности вычерчивании плазовых кривых по определенным математическим зависимостям, что, в свою очередь, позволяет приме­ним. программное управление при разметке плазов и шаблонов. Координатограф (рис. 2.52) имеет две подвижные каретки, обеспечивающие два взаимно перпендикулярных движения. < помощью этих кареток на плазах и шаблонах можно откладывать, значения абсцисс и ординат в декартовой системе координат. Установка координатографа на плаз-кондуктор позволяет

Рис. 2. 51. Разметка шаблона по табличным данным

45

Рис. 2.52. Автоматический координатограф, установленный на плазе

ток. Для уточнения размеров в двух взаимно перпендикулярных плоскостях применяется система обратной связи, в которой ис­пользуется свойство дифракционных решеток. Система имеет стеклянную линейку с темными штрихами, отстоящими друг от друга на расстоянии 0,1 мм. Под линейкой находится освети­тель, а на ней — фотоэлектрический датчик, на круглое стекло которого нанесены аналогичные деления (рис. 2.53). Когда ка­ретка с фотоэлектрическим датчиком движется вдоль линейки, на нем от перекрытия штрихов возникают импульсы, которые передаются на усилитель. В случае рассогласования заданных и полученных величин соответствующим двигателям через уси­литель посылается дополнительный импульс, ликвидирующий дисбаланс.

При плазовой разбивке агрегатов самолета двойной кривиз­ны (например, фюзеляжной, мотогондол и других) целесообраз­ней пользоваться не декартовой, а полярной системой коорди­нат. В этом случае для разбивки сечений на плазе необходимо иметь специальный циркуль, схема которого представлена на

46

Рис. 2.53. Линейки для уточнения размеров в двух взаимно перпендикулярных осях

лентопротягивающий механизм 7, синхронно протягивает ленту, на которой запрограммированы значения радиусов-векторов, через считывающее устройство 5, которое передает три значения радиусов-векторов в реле запоминающего устройства 9. Эти значения интерполируются в параболическом мосте 10 и через усилитель 11 подаются в двигатель 5 следующей подачи.

В основу применения параболического моста положен принцип замены кривой на отрезок кривой второго порядка — параболы. По заданной кривой рейсфедер перемещается за счет пропорционального изменения напряжения электрического тока в потенциометре. Обратная связь обеспечивается следующим образом: в шпонку трубы 2 вмонтирована штриховая стеклянная линейка Ферранти 12. Фотоэлектрическая система 13, состоящая in лампочки для подсвечивания и фотоэлемента, подсчитывает импульсы на триггере 14 и передает их на усилитель 11. В случае расхождения заданного размера с полученным двигатель 5 по­лучает дополнительный импульс для установки каретки в требуемое положение. Точность этой системы обеспечивается не менее 0,1 мм.

47

Рис. 2.154. Схема циркуля для некруглых сечений:

/—основание; 2—поворотная труба; 3—каретка; 4—ролико-тросовый меха­низм; 5—двигатель следящей системы; б¹—опорный ролик; 7—лентопротягивающий механизм; 8—считывающее устройство; 9—запоминающее уст­ройство; 10—параболический мост; //—усилитель; 12—линейка Ферранти; 13—фотоэлектрическая система; 14—триггер

f

лельными сечениями нервюр. Геометрические (свойства поверх­ности агрегата с прямолинейной образующей позволяют задать поверхность одним сечением (например, корневым) и углами направления этой образующей, по которым можно построить любое сечение по размаху крыла (рис. 2. 55).

Координаты любого сечения в этом случае выражаются уравнением

Обозначив

получим

Рис. 2.55. Схема поверхности агрегата с прямолинейной образующей

Схема управления координатографом для воспроизведения любых сечений поверхности одинарной кривизны по одной программе представлена на рис. 2. 56.

Перфорированная лента 5 с записанной по четырем каналам (Л_ь, У'_|(, т и п) программой передвигается с помощью лентопротягивающего механизма 1 от двигателя 4. В дешифраторе 16 по мерному и второму каналам отрабатываются величины для под­счета значения X_z, а по третьему и четвертому — для подсчета значения Y_Z. Так как отработка величин X_z и Y_z производится аналогичными устройствами, в дальнейшем рассматривается отработка только величины Y_Z=Y_K — Z. Значение Z меняется при переходе на другое сечение и задается на отсечном устройстве 6 при помощи клавиатуры 7. Сигналы устройства 6 и дешифрато­ра 16 поступают в электронные счетчики 8. В параллельном сумматоре 9 величина умножается на коэффициент п, после чего произведение вычитается из значения Y_K в последовательном сумматоре 10. Значение Y по трем смежным точкам профи­ли с выходного устройства 11 поступает в реле запоминающих устройств 13. От запоминающих устройств при поступлении новой информации сигналы передаются в интерполятор 12 типа параболического моста или иного аналогичного устройства, уста- навливающего напряжение через усилитель 14 в двигателе сле-

49