автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение производительности монтажа авиационных агрегатов с использованием их виртуальных компьютерных моделей

На правах рукописи

ЧОТЧАЕВА Самира Камаловна

ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МОНТАЖА АВИАЦИОННЫХ АГРЕГАТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИХ ВИРТУАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ

МОДЕЛЕЙ

05.02.08 - Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

005548098

ног ш 51

Ростов - на - Дону 2014 г.

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Донской государственный технический университет» (ДГТУ).

Научный руководитель: Заведующий лабораторией Южного

научного центра Российской академии наук

доктор технических наук, профессор, Шевцов Сергей Николаевич

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, доцент

кафедры «Технология машиностроения технологических машин и оборудования»

ФГБОУ ВПО «Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова» Скориков Александр Валентинович

Кандидат технических наук, доцент, Заведующий кафедрой «Механика» ФГАОУЮФУ (Таганрог) Дуров Дмитрий Сергеевич

Ведущая организация ФГБОУ ВПО "Воронежский государственный технический университет", г. Воронеж.

Защита состоится 24 июня 2014 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д.212.058.02 ДГТУ по адресу 344000. г. Росгов-на-Дону, пл. Гагарина, 1, ауд.252.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ДГТУ. Автореферат разослан 21 апреля 2014 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью, просим направить в адрес совета.

Ученый секретарь диссертационного совета

В.Э. Бурлакова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы.

Вертолетостроепие является одной из отраслей Российской авиационной промышленности, расширяющей объем выпуска своей продукции, внедрение новых технологий и современного оборудования, номенклатуру выпускаемых вертолетов и их модификаций. Исключительно высокая сложность технологий производства авиационной техники и относительно небольшой объем выпуска обусловливают мелкосерийный характер авиационного производства. Это относится ко всем видам авиационного производства, особенно к агрегатной и окончательной сборке, среди операций которой особое место занимают операции монтажа силовых установок, трансмиссий, систем управления, отличающиеся наличием пространственных многозвенных размерных цепей. Достижение точности замыкающих звеньев таких размерных цепей, выполняется, как правило, методом регулирования и связано с большими трудностями из-за сложности и больших габаритов собираемых изделий. Сравнительно небольшой размер партий выпускаемых самолетов и вертолетов не позволяет произвести статистический анализ точности сборки и полей рассеяния составляющих и замыкающих звеньев, как это регламентируется в руководящих технологических документах. Эта проблема может быть решена путем создания численно-аналитических моделей размерных связей монтируемых агрегатов с использованием метода статистических испытаний на основе современных информационных технологий, что позволяет рассматривать составляющие звенья как случайные величины. Такие виртуальные модели размерных связей и методы их анализа должны быть эффективно использованы для снижения трудоемкости сборочных работ и повышения точности сборки, в конечном итоге оказывающей влияние на надежность и ресурс летательного аппарата. Таким образом, работа, посвященная повышению точности и рационализации сборочных технологий, представляется важной и актуальной.

Степень разработанности проблемы. Исследованиям в области достижения точности с использованием методики построения и аналитического описания пространственных связанных размерных цепей посвящены работы В.Ф. Безъязычного, C.B. Исаева, A.B. Медаря, Молчанов В.В., Ф.И. Демина, A.A. Гусева, П.О. Ташбаева, В.В. Непомилуева, Н.Г. Назарова, П.А. Карелина, и других ученых. В их работах отмечается актуальность создания моделей и методов аналитического расчета трехмерных связанных размерных цепей с целью рационального выбора компенсирующих звеньев, диапазона их регулирования, создания метода и средств оперативного определения величин требуемых регулировок, выявления наиболее критичных звеньев и прогноза точности сборки. Однако имеющийся аппарат анализа трехмерных связанных размерных цепей не позволяет учесть их векторный характер, использовать численные методы оптимизации процессов достижения точности; не разработана методология построения и использования виртуальных моделей конструкций, что особенно важно для мелкосерийного производства.

Цель и основные задачи диссертационной работы.

Целью работы является повышение производительности и точности монтажа авиационных агрегатов на основе стохастического моделирования пространственных многозвенных размерных цепей и методов оптимизации процесса достижения точности методом регулирования группы подвижных компенсаторов (на примере монтажа силовой установки вертолета).

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработка и программная реализация математической модели размерной цепи монтажа силовой установки вертолета;

2. Разработка методов численного решения прямой и обратной задач для пространственных связанных сборочных размерных цепей;

3. Определение диапазона регулирования компенсирующих звеньев по результату решения обратной задачи для собираемого агрегата;

4. Проведение статистического анализа процесса достижения точности на основе технологий виртуальной сборки;

5. Разработка программного средства оперативного определения величин требуемых регулировок при монтаже силовой установки на основе базы данных виртуальных сборок;

6. Апробация разработанной технологии в условиях реального сборочного производства.

Объектом диссертационного исследования являются технологии сборки конструкций, размерное описание которых включает многозвенные трехмерные связанные размерные цепи, достижение точности которых обеспечивается методом регулирования в условиях мелкосерийного авиационного производства.

Предметом исследования являются факторы, влияющие на точность и производительность достижения точности трехмерных связанных многозвенных размерных цепей, их математические модели, численные методы решения прямых и обратных задач на основе этих моделей, алгоритмы оперативного выбора рациональных значений регулируемых компенсаторов с использованием базы данных виртуальных размерных цепей - аналогов.

Научные результаты, выносимые на защиту:

Математическая модель трехмерной связанной размерной цепи монтажа силовой установки вертолета, размеры составляющих звеньев которой не наблюдаемы и являются случайными величинами, заданными своими функциями распределения внутри полей допусков.

Алгоритмы и программные средства решения прямой и обратной задач для исследуемой размерной цепи, обеспечивающие погрешность результата не более 0,1%.

: Метод и результаты выявления звеньев размерной цепи, оказывающих наибольшее влияние на показатели точности сборки.

Метод повышения производительности и точности технологии монтажа, использующий поиск сборки - аналога в базе данных виртуальных компьютерных сборок и заимствование из нее данных, позволяющих

обеспечить заданную точность однократной регулировкой подвижных компенсаторов.

Научная новизна диссертации заключается в:

- выявлении и математическом описании размерных связей монтируемых агрегатов, что позволило рассмотреть регулирование подвижных компенсаторов как процесс управления со многими входами 'И* выходами, определить значения управляющих воздействий, обеспечивающих ¡достижение заданных норм точности; V.

создании и программной реализации методики повышения производительности монтажных операций; использующей построение путем массированных компьютерных симуляций базы данных виртуальных сборок, поиск и заимствование данных по регулировке сборки - аналога в этой базе данных; '' •.-.,..

- реализации и использовании массива виртуальных сборок для выявления звеньев размерной цепи, оказывающих наибольшее влияние на показатели точности. ь

Практическая значимость полученных результатов:

1. С использованием построенной математической. модели .связанной пространственной размерной цепи выполнен статистический размерный анализ агрегатов, позволивший связать показатели точности сборки с размерами трех подвижных компенсаторов - регулируемых подкосов, уточнить их номинальные размеры и диапазоны регулирования.

2. Разработанное программное средство обеспечивает практически мгновенное получение из компьютерной базы . данных . рекомендаций по требуемым регулировкам компенсаторов, что- позволило использовать разработанный программный комплекс непосредственно на участке сборки.

3. За счет использования рекомендаций базы данных виртуальных сборок-аналогов количество регулировок для обеспечения заданной точности монтажа сократилась с 5...7 до одной, что повысило производительность сборочной операции более чем в 5 раз.

4. Номенклатура агрегатов, собираемых с использованием разработанных методов и программных средств может быть существенно расширена, что позволит повышение производительности трудоемких монтажных операций, точность, и, в конечном итоге, надежность высокотехнологичных изделий авиастроения.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности:

Диссертационная работа представляет собой решение актуальной научной технической задачи повышения производительности и точности сборки сложных авиационных агрегатов, что имеет важное значение для развития технологии сборочных операций в высокотехнологичных отраслях. Содержание исследований соответствует специальности 05.02.08. «Технология машиностроения», охватывая следующие области: 3. Математическое моделирование технологических процессов и методов изготовления деталей и сборки изделий машиностроения; 4. Совершенствование существующих и

разработка новых методов обработки и сборки с целью повышения качества изделий машиностроения и снижения себестоимости их выпуска; 5. Методы проектирования и оптимизации технологических процессов.

Апробация работы:

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийских научных конференциях «IX Королевские чтения» (Самара, СГАУ, 2007 г.); «Будущее машиностроения России» (Москва, МВТУ, 2009 г.); «Совершенствование существующих и создание новых технологий в машиностроении и авиастроении (Ростов-на-Дону, ЮНЦ РАН, 2009 г.); на Международных научных конференциях: памяти академика М.Ф. Решетнева (Красноярск, СибГАУ, 2008 г.), «CAD/CAM/CAE-2010» (Москва, ИПУ РАН, 2010 г.); на Симпозиуме с международным участием «Самолетостроение России. Проблемы и перспективы» (Самара, СГАУ, 2012 г.), на Международных молодежных форумах «Молодежь и будущее авиации и космонавтики», «Будущее авиации за молодой Россией» (Рыбинск-Москва-Жуковский, РГАТУ, 2011, 2013 г.г.), где работа была удостоена звания лауреата.

Результаты работы прошли испытания в условиях серийного сборочного производства на ОАО «Роствертол».

Соответствие научному плану и целевым комплексным программам: Проблематика диссертационной работы входит составной частью в Федеральную целевую программу "Развитие гражданской авиационной техники России на 2002 - 2010 годы и на период до 2015 года", а также в "Стратегию развития авиационной промышленности на период до 2015 года", утвержденную Минпромом РФ. Публикации:

По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ. Объем диссертации:

Диссертация состоит из введения, пяти глав, библиографического списка из 142 наименований, и 6 приложений. Диссертация изложена на 105 страницах (без приложений и библиографического списка), содержит 34 ■ рисунка и 2 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, ее научная новизна, представлены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ состояния вопроса метода регулирования трехмерных связанных размерных цепей при достижении точности сборки авиационных агрегатов. Рассмотрены типичные узлы и агрегаты, собираемые с использованием метода регулирования с подвижными компенсаторами, проблемы обеспечения заданной точности и трудоемкости, а также математический аппарат описания и решения конструкторско-технологических задач для трехмерных связанных размерных цепей.

На основе анализа работ Безъязычного В.Ф., Павлова В.В. рассмотрены концептуальные вопросы теории сборки, а также проблемы разработки

методов достижения точности пространственных размерных цепей, исследованные в работах Исаева C.B., Мишунина В.П., Медаря A.B., Кулебякина A.A. Семенова А.Н., Калашникова A.C.

Анализ состояния вопроса позволил установить следующее.

В большинстве конструкций и технологических процессов монтажа авиационных агрегатов, таких как силовые установки, трансмиссии и т.п. пространственные размерные цепи, связывающие детали и узлы агрегатов, не позволяют обеспечивать точность замыкающего звена методом полной взаимозаменяемости (максимум-минимум).

- Обеспечение точности сборки таких агрегатов методами пригонки и регулирования требует создания моделей и методов аналитического расчета размерных цепей с целью рационального выбора компенсирующих звеньев, диапазона и стратегии регулирования.

Необходимыми компонентами высокопроизводительной технологии монтажа авиационных агрегатов, включающей регулирование нескольких компенсаторов, входящих в многозвенные пространственные связанные размерные цепи, являются статистический размерный анализ точности сборочных операций с целью выявления наиболее критичных звеньев и прогноза показателей точности, а также средства оперативного определения величин требуемых регулировок, что может быть реализовано только путем создания математических моделей размерных связей изделий и на их основе технологических процессов виртуальной сборки.

В заключительной части первой главы сформулированы основные цели и задачи диссертационной работы.

Во второй главе выполняется построение математической модели размерных связей агрегата, разработка методов решения прямой и обратной задач для размерной цепи, методики обеспечения точности сборки с помощью виртуальных сборок-аналогов. Исследование размерных связей конструкции и построение их математической модели выполнено на примере силовой установки вертолета Ми 24, схема которой представлена на рисунках 1, 2.

ггикаль

Главный редуктор,

ПЛОСКОСТ! „стыка /

I---УеЗ

Двигатель

Обшивка потолка

"-^Теоретическая линия потолка

Рис. 1. Вид сбоку на схему монтажа силовой установки

При монтаже двигателей на потолке фюзеляжа и их стыковке с главным редуктором соосность двигателя и вала редуктора косвенно определяется по параллельности плоскостей разъема путем замера зазоров в четырех точках. Допустимая техническими условиями непараллельность разъемных плоскостей составляет 0,15 мм. Изменением длин трех из четырех подкосов (см. рис. 2) производится регулировка положения оси двигателя. Так как доступны для измерения только размеры замыкающих звеньев (зазоры в стыке) и длины регулируемых компенсаторов, рассматриваемая размерная цепь фактически представляет собой "черный ящик". Модель размерных связей агрегата, позволяющая перейти к представлению «серого ящика», основана на векторном представлении всех геометрических объектов, координаты которых заданы в самолетной системе координат.

Рис. 2. Фронтальный вид двигателя, установленного на регулируемых подкосах

Отличительной особенностью размерных связей подобных конструкций является то, что размерная цепь не может быть построена путем последовательного выполнения простых арифметических действий. Исходными данными для решения прямой задачи являются линейные и угловые размеры, формируемые в результате установки главного редуктора на фюзеляж: ц/ -

угол наклона оси несущего винта, координаты точки 1\ = (0 е0 0)' и угол 7 - поворота редуктора вокруг оси У (см. рис. 1). Далее на основе данных конструкторской документации на редуктор определяется единичный направляющий вектор а, оси входного вала редуктора, что позволяет выразить в виде векторного уравнения прямой положение произвольной точки на его оси от точки Р2: г(/,)= Р2 +а, •/,. Направляющий вектор а2 оси

двигателя определяется как вектор единичной нормали к его привалочной плоскости по величинам измеренных зазоров, что производится с использованием вычисляемых координат точек замера и четырех зазоров и определением коэффициентов нормального уравнения привалочной плоскости двигателя методом наименьших квадратов.

С использованием векторного уравнения прямой для оси двигателя в далее определяется положение центра Са лицевой плоскости двигателя (см. рис. 2) по его заданным размерам. Так как крепежные отверстия на двигателе закоординированы в собственной системе координат, а крепежные отверстия в кронштейнах - в системе координат, связанной с фюзеляжем, координаты крепежных отверстий двигателя преобразуются к глобальной координатной системе с учетом угла взаимного поворота двигателя относительно собственной оси, который измеряется по рискам, нанесенным на фланце привалочной плоскости. Далее по известным координатам точек крепления подкосов на потолке и центров крёпежных отверстий двигателя определяются длины всех подкосов

(1)

а угол излома осей двигателя и редуктора, равный углу между направляющими векторами а, и а,, вычисляется из их скалярного произведения

, , <р — агсссЦа, -а2). ..„•.. (2)

Для исследования зависимости угла излома осей и угла поворота а от размеров подвижных компенсаторов была поставлена обратная 'задача, которая предполагала, что известны длины трех подкосов Ьр{,1р2,Ьр„, а координаты точек на фюзеляже Т1,Т2,ТЛ, на двигателе 0\,&, 64, и все внутренние размеры сборки заданы внутри своих полей допусков^ Необходимо определить угол излома осей, <р и угол а поворота -двигателя относительно собственной оси.

Координаты центра переднего торца двигателя С2(/ = (С2(/ г угол а входят неявно в систему трех нелинейных уравнений

/ = 1,2,4,

для решения которых формулируется оптимизационная ограничениями на допустимые значения неизвестных

А (от, С1с/ 2, С2(/ у )

C2dr)T, и (3)

задача с

mm

»Ai.zí«,*

\a\<am„

m¡nCM Z <Cldz < max CliX min C2d r < C2d Y < max Cld r

(4)

где минимизируется функционал ошибок

(Giz cos a - Gly sin a + C2d Z - Tiz )2 + (Giz sin a + Gir cos a + CU Y - Tiz )2 -

Ma,C2dx,C2dJ)= Y,

Lpi

, (5)

точное значение которого должно быть равно нулю. Решение оптимизационной задачи (4) выполняется численным методом Левенберга-Марквардта, обеспечивающим быструю сходимость, если кинематическая схема (рис. 2) с заданными размерами совместна.

По найденным С2(/2, С1с1у, а определяется направляющий вектор оси двигателя а2, а направляющий вектор приемной оси редуктора и остальные параметры замыкающего звена вычисляются, как и при решении прямой задачи. Результатом решения обратной задачи являются зазоры $ между привалочными плоскостями, угол излома осей <р и угол поворота а двигателя вокруг своей оси.

В результате исследования точности, даваемой использованными при решении численными методами, было установлено, что разработанный метод решения прямой - обратной задач обеспечивал восстановление положений привалочных плоскостей с точностью не хуже 0,005 мм,

Предложенная в работе концепция базы данных виртуальных сборок использовала допущение о том, что если два объекта одинаковой структуры, внутренние параметры которых неизменны в процессе управления, при подаче на их входы одинаковых управляющих векторов генерируют векторы выходных сигналов, близкие по некоторой норме, то подача на эти два объекта других, но тождественных, управляющих векторов приведет к близкой реакции. В терминах рассматриваемой размерной цепи это означало, что если при некоторых значениях длин регулируемых подкосов Ьр',, ¿р'2,Ьр\ сборка I с неизвестными внутренними размерами обеспечивает углы излома и поворота (р ,а , а сборка II также с неизвестными внутренними размерами обеспечивает близкие углы излома и поворота (р"" ~ср'1 ,а" ~а', то при установке подкосов с длинами ¿/Л,£/?+2,£/?\ замыкающие звенья для обеих сборок также будут почти равными <р+" . Проверка

правомерности этого допущения производилась для 500 виртуальных сборок с внутренними размерами, генерируемыми случайным образом внутри заданных полей допусков.

Результатом стало создание базы виртуальных сборок. Каждая запись этой базы данных, соответствующая одной виртуальной сборке, содержала информацию о векторе разности Аа=а, -а, между направляющими векторами осей двигателя а, и главного редуктора а2. Данные о внутренних размерах

виртуальных сборок в базе данных не сохраняли, что соответствовало введенному выше допущению о близости значений параметров структуры двух объектов. Созданная база данных использовалась как средство поиска сборки-аналога для достижения точности монтажа конкретных агрегатов. Критерием того, что аналогом конкретной сборки Я1[ является виртуальная сборка из базы данных, был минимум Эвклидовой нормы разности

где величины с индексом к относятся к конкретной монтируемой сборке, а величины с индексом и - к виртуальной сборке из базы данных. После

(6)

нахождения сборки - аналога для достижения точности конкретной сборки использовались рекомендованные для аналога размеры компенсаторов.

Анализ результатов компьютерных симуляций вариантов виртуальных сборок показал, что даже при выдерживании размеров на все составляющие звенья в очень жестких допусках только менее 40% собираемых агрегатов удовлетворяет требованиям точности без дополнительного регулирования. В экспериментальной части работы показано, что за счет применения разработанного метода количество регулировок удается сократить с 5-7 до одной, которая выполняется по результатам однократного замера зазоров и одного обращения к базе данных, установленной на простейшем портативном компьютере. Кроме снижения трудоемкости не менее чем в пять раз и гарантированного достижения точности, предложенная методика позволяет исключить дополнительные монтажные напряжения, крайне нежелательные для высоконагруженных авиационных конструкций.

В третьей главе представлены методика экспериментального исследования процесса сборки с регулируемыми компенсаторами, разработки численных методов и программных средств оптимизации технологии сборки агрегата.

Методика экспериментального исследования процесса сборки в производственных условиях включала только выполнение косвенных измерении параметров замыкающих звеньев (зазоров) и выполнение регулировок компенсаторов, т.е. исследование размерной цепи как «черного ящика». Производительность действующего и экспериментального технологического процесса монтажа определялась числом регулировок подкосов и временем достижения требуемой точности. При реализации процесса сборки согласно экспериментальной технологии на основании выполненных замеров зазоров, соответствующих номинальным размерам компенсаторов, на персональном компьютере выполнялось решение прямой обратной задач, алгоритмы которых представлены на рис. 6,7), поиск сборки -аналога в базе данных и выполнение регулировочных действий. Испытания разработанной методики производились на четырех вертолетах серийного исполнения, причем левый двигатель монтировали по обычной технологии а правый - по рекомендованной в работе.

В главе приведены результаты разработки и верификации численных методов решения систем нелинейных уравнений, возникающих при определении координаты центра передней плоскости двигателя и угла его поворота по известным длинам 3-х подкосов. Разработанный метод решения включает минимизацию функции трех переменных с использованием алгоритма Левенберга-Марквардта; эффективность метода применительно к уравнениям, отвечающим свойствам исследуемой РЦ, подтверждается проверкой.

При разработке метода выявления звеньев, оказывающих наибольшее влияние на показатели точности, учитывалось, что составляющие звенья РЦ недосгупна для измерения. Поэтому исследование производилось на 100 моделях виртуальных сборок с размерами, нормально распределенными

внутри полей допусков. В результате решения обратной задачи для виртуальных сборок определялись значения зазоров между плоскостями двигателя и редуктора при номинальных значениях компенсирующих звеньев и варьируемых размерах остальных звеньев. Далее согласно численному методу решения переопределенной системы линейных алгебраических уравнений вычислялись чувствительности (передаточные коэффициенты) замыкающих звеньев к изменениям составляющих звеньев РЦ.

Разработка методики реализации процесса достижения точности монтажа с использованием базы данных виртуальных сборок включала создание, собственно, базы данных, алгоритм поиска в ней аналога и заимствование данных по оптимальным регулировкам, приводящим к достижению заданной точности монтажа. Входами базы данных, сохраняемой в текстовом файле, являются измеримые зазоры и углы поворота двигателя относительно своей беи, а на выходе - значения требуемых регулировок подкосов. Использование "базы"' данных" сборок-аналогов предполагало, что процесс ...сборки осуществляется в следующей последовательности:

Монтаж двигателя при номинальных значениях компенсирующих звеньев; измерение параметров замыкающего звена; нахождение в базе данных сборки с аналогичными или ближайшими значениями параметров замыкающего звена; выбор для найденной сборки размеров компенсаторов, и выполнение требуемых изменений длин компенсаторов согласно найденным в базе значениям для сборки-аналога. При необходимости корректировки действия повторяются.

Четвертая глава посвящена экспериментальному исследованию технологии сборки с использованием разработанных методик.

В связи с тем, что производство вертолетов является мелкосерийным, возможность массовой проверки эффективности предложенных методик и разработанных средств была ограничена. Поэтому часть исследований процесса достижения точности с использованием базы данных виртуальных сборок проводилась методами компьютерного моделирования, позволяющими проверить эффективность методик на большом количестве собираемых комплектов.

Тестируемый массив сборок (75 единиц) был получен генерацией случайным образом всех внутренних размеров при фиксированных номинальных значениях длин подкосов. Далее для всех сборок из тестируемого массива, зазоры которой выходили за поле допуска, поиском в ; базе данных разыскивалась сборка - аналог, имеющая самое близкое к тестируемой сборке распределение зазоров. К этой тестируемой сборке применялась операция регулирования с значениями регулировок, рекомендуемыми сборкой - аналогом. В результате регулирования тестируемой сборки (все внутренние размеры которой не изменялись!) вычислялись новые значения зазоров.

Рис. 7. Блок-схема решения обратной задачи

По результатам регулирования строились гистограммы рассеяния зазоров, подлежащих измерению при регулировке (см. рис.11). Показано, что более 60% сборок, подкосы которых отрегулированы на номинальный размер, приводят к несоблюдению заданной точности, т.е. максимальная разность между зазорами в противолежащих точках привалочной плоскости превышае: 0,15 мм. Примерно 10% сборок имеют погрешность, в 4 раза превышающую допустимую.

X

о а о ■81"!

о л

У-V

?! 5

0.15

I

0

0.2

0.4

0.6

0.05 0.1 0.15

Максимальная разность зазоров,мм Максимальная разность зазоров,мм

а) б)

Рис. 11. Рассеяние показателей точности сборки тестируемого массива до (а) и после однократного регулирования (6) с использованием рекомендаций базы данных

виртуальных сборок

После подбора соответствующего аналога и заимствования данных по регулировкам подкосов точность всех 100% тестируемых сборок была обеспечена только одной регулировкой. Этот результат подтвердил правомерность использования подхода к большим размерным цепям как к «черным ящикам» с тождественной внутренней структурой и о возможности использования одинакового управляющего воздействия для достижения аналогичного отклика двух таких «ящиков». С другой стороны, доказана достаточность информации, хранящейся в базе виртуальных сборок для нахождения сборки - аналога.

Проверка эффективности разработанного метода и программных средств производилась также в условиях сборочного производства ОАО «Роствертол» на четырех собираемых вертолетах типа Ми-24, причем один двигатель монтировался по традиционной технологии, включающей традиционный процесс регулирования по методу проб и ошибок, тогда как второй двигатель монтировали с использованием разработанного метода с занесением данных первого замера в переносной компьютер и мгновенным получением рекомендаций по регулировкам всех трех подкосов. Учет времени всех технологических переходов позволил сделать заключение о снижении трудоемкости монтажа.

Результаты исследования показали, что продолжительность выполнения регулировочных переходов в среднем уменьшилась с 2 часов 15 минут до 25 минут, т.е. в 5,4 раза. Причем заданная точность монтажа достигается всего одной регулировкой.

о

50

100

150

О 10 20 Время, мин

б)

Правый двигатель'

30

Время, мин

а)

Рис. 11. Результаты хронометража технологических переходов, связанных с регулировкой соосности двигателя и приемных осей главного редуктора а - по традиционной технологии; 6 - с использованием разработанной компьютерной программы и базы данных виртуальных сборок

В работе исследовалась возможность и необходимость ужесточения отдельных размеров, входящих в рассматриваемую размерную цепь, общее число звеньев которой составляет 20. Анализ всех 20 передаточных коэффициентов позволил выявить степень влияния размеров покупных изделий (двигатель, редуктор), размеров деталей и монтажных размеров, обеспечиваемых точностью привязки размеров главного редуктора к системе коордийат вертолета. Показано, что наибольшее влияние на точность монтажа оказывают азимутальный угол поворота редуктора относительно продольной оси вертолета (±0,10) (передаточный коэффициент на угол излома в горизонтальной плоскости равен 1,5), а также угол между вертикалью и осью редуктора (4°30'±б') (передаточный коэффициент на угол излома в вертикальной плоскости равен 1,0). Обосновано ужесточение требований к точности данных размеров, что может быть обеспечено применением лазерных средств.

В пятой главе приведены рекомендации по промышленному использованию разработанных методов и средств оптимизации процесса достижения точности трехмерных связанных размерных цепей при сборке сложных агрегатов, рекомендации по порядку ее внедрения в технологию окончательной сборки в условиях серийного производства. План необходимых мероприятий определен спецификой серийного авиационного производства и необходимостью разработки полного комплекта технологической документации на все операции, включая и операции окончательной сборки.

Основные выводы и рекомендации

С целью оптимизации и сокращения трудоемкости процесса монтажа силовой установки вертолета выполнен размерный анализ входящих в сборку агрегатов, позволивший создать математическую модель связанных пространственных размерных цепей с замыкающими звеньями - углом излома осей и взаимного поворота двигателя и редуктора, а также с размерами трех подвижных компенсаторов - регулируемых подкосов.

Для сформулированных прямой и обратной задач рассмотренной пространственной связанной размерной цепи силовой установки разработаны и реализованы в виде алгоритмов и компьютерных программ методы решения, использующие в качестве исходных данных заимствованные из конструкторской документации внутренние размеры собираемого агрегата, результаты замеров замыкающих звеньев (прямая задача) и подвижных компенсаторов (обратная задача).

С использованием построенной математической модели связанной пространственной размерной цепи выполнен статистический размерный анализ агрегатов, позволивший связать показатели точности сборки с размерами трех подвижных компенсаторов - регулируемых подкосов, уточнить их номинальные размеры и диапазоны регулирования.

На основе математической модели размерной цепи монтажа силовой установки вертолета разработан метод повышения производительности и точности технологии монтажа, использующий поиск и заимствование данных сборки - аналога в базе данных виртуальных компьютерных сборок, построенной путем генерации значений всех элементов размерной цепи внутри заданных полей допусков.

Для решения прямой и обратной задач связанной трехмерной размерной цепи монтажа силовой установки разработаны и программно реализованы численные методы, обеспечивающие получение результата с погрешностью не более 0,1% за время, не превосходящее 2 сек, что позволяет использовать разработанные программные средства непосредственно на участке сборки.

Для выявления звеньев размерной цепи, оказывающих наибольшее влияние на показатели точности сборки предложена и реализована методика, использующая генерацию виртуальных сборок, определение их показателей точности и передаточных коэффициентов путем решения линеаризованных систем уравнений, связывающих размеры исходных и замыкающих звеньев.

В результате проведении массированных численных экспериментов, а также сравнительными испытаниями в условиях сборочного производства традиционной и предлагаемой технологии показано, что за счет использования регулировочных размеров, заимствованных из базы данных сборок-аналогов, продолжительность выполнения регулировочных переходов в среднем уменьшилась с 2 часов 15 минут до 25 минут, т.е. в 5,4 раза. Причем заданная точность монтажа достигается всего одной регулировкой против 5...7 при выполнении работ силами бригады из трех сборщиков.

Рекомендации по диссертационной работе:

Разработаны рекомендации по внедрению разработки в технологию серийного авиационного производства, включающие мероприятия по расширению номенклатуры агрегатов, собираемых с ее использованием, содержащие основные этапы работ и определяющие сферу ответственности производственных и технологических служб предприятия.

Публикации по теме диссертационной работы:

Публикации в рецензируемых научных журналах и изданиях:

1. Чотчаева, С.К. Геометрический анализ пространственной размерной цепи монтажа силовой установки вертолета / С. К. Чотчаева, В. В. Сибирский // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2012. - № 1(62), вып. 1. - С. 79 - 85.

2. Чотчаева, С.К. Моделирование точности сборки наукоёмких изделий / С.К. Чотчаева, М.Б. Флек, С.Н. Шевцов // Наукоемкие технологии в машиностроении. - 2012. - № 4. - С. 37-45.

3. Чотчаева, С.К. Использование компьютерных моделей пространственных размерных цепей и метода виртуальных сборок для повышения производительности монтажных операций / В.В. Сибирский, С.К. Чотчаева // Вестник СГАУ. - 2012. - № 5(36), ч. 2 . - С. 352-354.

Публикации в других изданиях:

4. Чотчаева, С. К. Разработка методов расчета трехмерных связанных размерных цепей для обеспечения точности сборки методом регулирования / С. К. Чотчаева // IX Королевские чтения: материалы Всерос. молодеж. науч. конф. с междунар. участием, 1-3 окт. - Самара, 2007. - С. 145.

5. Чотчаева, С. К. Совершенствование технологии монтажа авиационных агрегатов при сборке методом регулирования / С. К. Чотчаева, И. Г. Самощенко // Решетневские чтения: материалы XII Междунар. науч. конф., посвящ. памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М. Ф. Решетнева, 10-12 нояб. - Красноярск, 2008. - С. 32-33.

6. Чотчаева, С. К. Нейросетевая технология выбора размера компенсаторов при монтаже авиационных агрегатов с использованием метода регулирования / С. К. Чотчаева // Будущее машиностроения России: сб. тр. второй Всерос. конф. молодых ученых и специалистов, 21-27 сент. / МГГУ им. Н. Э. Баумана. - М., 2009. - С. 37.

7. Чотчаева, С.К. Анализ точности сборки многозвенных механизмов методом регулирования / С. К. Чотчаева, В. В. Сибирский // Совершенствование существующих и создание новых технологий в машиностроении и авиастроении: сб. тр. I Междунар. науч.-техн. конф., 1-3 июня. - Ростов н /Д: Изд-во ЮНЦ РАН, 2009. - С. 270-279.

8. Чотчаева, С. К. Автоматизированное достижение точности замыкающего звена пространственной размерной цепи при монтаже силовой установки вертолета / С. К. Чотчаева, В. В. Сибирский // Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта (САО/САМ/РЭМ - 2010): тр. Междунар. конф., 19-21 окт. / Ин-т проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН. - М., 2010. ■• С. 238-239.

9. Чотчаева, С. К. Оптимизация монтажа силовой установки вертолета с использованием пространственных размерных цепей и эволюционных алгоритмов / С. К. Чотчаева // Ежегодная научная конференция студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН: тез. докл., 11-25 апр. / ЮНЦ РАН. - Ростов н/Д, 2011. - С. 202-203.

10. Чотчаева, С.К. Обеспечение точности замыкающего звена пространственной размерной цепи монтажа силовой установки вертолета / С. К. Чотчаева, Е.Г. Чигринец // Будущее авиации за молодой Россией: материалы Междунар. молодеж. форума в рамках Всерос. науч. шк. "Молодежь и будущее авиации и космонавтики", 17 авт. / РГАТА. - Рыбинск; М.; Жуковский, 2011. - С. 114-121.

11. Чотчаева, С. К. Повышение производительности монтажных операций с использованием компьютерных моделей пространственных размерных цепей и базы данных виртуальных сборок / С. К. Чотчаева, В. В. Сибирский // Будущее авиации и космонавтики за молодой Россией: материалы междунар. форума в рамках междунар. авиационнно-космического салона "МАКС-2013", Москва, Жуковский, 27 авг. - Рыбинск, 2013. •■ С. 63-70.

В печать 0^2014.

Объём ^ О усл. п.л. Офсет. Формат 60x84/16.

Бумага тип №3. Заказ № 2. т^5ГТираж /ООъкз. Цена свободная

Издательский центр ДГТУ

Адрес университета и полиграфического предприятия: 344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина,!.

На правах рукописи

О 4 2 01 4-595 4 4

ЧОТЧАЕВА Самира Камаловна

Повышение производительности монтажа авиационных агрегатов с использованием их виртуальных компьютерных моделей

05.02.08 - Технология машиностроения

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Шевцов Сергей Николаевич

Ростов-на-Дону 2014 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Глава 1 Метод регулирования трехмерных связанных размерных цепей при достижении точности сборки авиационных агрегатов. Примеры применения, проблемы обеспечения заданной точности и трудоемкости, методы математического описания

1.1. Типичные узлы и агрегаты авиационной техники, собираемые с использованием метода регулирования подвижными компенсаторами. Основные технические требования, и характеристика действующих технологий

1.2. Математический аппарат описания и решения конструкторско-технологических задач для трехмерных связанных размерных цепей

1.3. Виртуализация сборочных процессов и технологий при мелкосерийном производстве как средство повышения производительности и качества сложных изделий авиационной техники

1.4. Выводы

1.5. Цель и задачи исследования

Глава 2. Математическая модель размерных связей агрегата и методика обеспечения точности сборки

2.1. Анализ размерного описания конструкции, технических требований к точности монтажа агрегатов

2.2. Математическая модель ЗБ связанной размерной цепи монтажа силовой установки вертолета. Решение прямой задачи

2.3. Влияние размеров подвижных компенсаторов на показатели точности сборки агрегата. Решение обратной задачи

2.4. Исследование точности решения прямой и обратной задач для размерной цепи

2.5. Разработка алгоритма достижения точности монтажа с использование базы данных виртуальных сборок

2.6. Исследование влияния полей допусков составляющих звеньев на поле рассеяния компонентов замыкающих звеньев ЗО связанной размерной цепи

2.7. Разработка метода анализа чувствительности замыкающих звеньев трехмерной связанной сборочной размерной цепи к погрешностям составляющих звеньев

2.8. Выводы

Глава 3. Методика экспериментального исследования процесса сборки с регулируемыми компенсаторами и разработки программных средств оптимизации технологии сборки агрегата

4 8

10

22

28

30

31 33

33

37

47

53

55

60

62

65 67

3.1. Методика исследования процесса достижения точности 67 сборки в производственных условиях

3.2. Методика разработки программных средств 69 оптимизации процесса сборки

3.3. Методика исследования влияния точности 71 составляющих звеньев на точность замыкающего звена

3.4. Методика реализации процесса достижения точности 77 монтажа с использованием базы данных виртуальных сборок

3.5. Выводы 81

Глава 4. Исследование эффективности разработанных методов и 82

средств оптимизации процесса достижения точности на примере монтажа силовой установки вертолета

4.1. Компьютерное моделирование и статистический анализ 83 результатов регулирования с использованием базы данных виртуальных сборок

4.2. Исследование эффективности и производительности 85 метода оптимизации процесса регулирования в производственных условиях

4.3. Исследование чувствительности замыкающих звеньев 91 связанной размерной цепи к точности размеров элементов силовой установки, фюзеляжа и размеров, формируемых при монтаже редуктора

4.4. Выводы 97

Глава 5. Рекомендации по промышленному использованию 99

разработанных методов и средств оптимизации процесса достижения точности трехмерных связанных размерных цепей при сборке сложных агрегатов

Заключение и основные выводы по работе

102

Список использованной литературы

106

Приложения

116

Введение

Вертолетостроение является одной из отраслей Российской авиационной промышленности, расширяющей объем выпуска своей продукции [1], внедрение новых технологий и современного оборудования, номенклатуру выпускаемых вертолетов и их модификаций [2,3]. Исключительно высокая сложность технологий производства авиационной техники и относительно небольшой объем выпуска обусловливают то, что авиационное производство, как правило, является мелкосерийным [89]. Это относится ко всем видам авиационного производства, особенно к агрегатной и окончательной сборке. Среди операций окончательной сборки особое место занимают операции монтажа силовых установок, трансмиссий, систем управления, отличающиеся наличием пространственных многозвенных размерных цепей. Достижение точности замыкающих звеньев таких размерных цепей, выполняется, как правило, методом регулирования и связано с большими трудностями из-за сложности и больших габаритов собираемых изделий. Сравнительно небольшой размер партий выпускаемых самолетов и вертолетов не позволяет произвести статистический анализ точности сборки и полей рассеяния составляющих и замыкающих звеньев, как это регламентируется в руководящих технологических документах [139142]. Поэтому методы моделирования с использованием ЭВМ и расчета процессов достижения точности при сборке сложных технических объектов получают все большее распространение в отечественной и зарубежной технической литературе. Виртуальные компьютерные модели сложных размерных цепей позволяют путем массированных симуляций выполнить статистический анализ влияния составляющих звеньев и компенсаторов на результирующую точность замыкающего звена. Такие модели и методы их анализа могут быть эффективно использованы для снижения трудоемкости сборочных работ, которые, в основном, осуществляются ручным способом, а также для повышения точности сборки, в конечном итоге оказывающей на надежность и ресурс летательного аппарата. Использоваться виртуальные

компьютерные модели [137, 138] могут как инженерными службами, разрабатывающими технологии сборки, так и непосредственно на рабочих местах для ускорения выбора размеров компенсаторов и выявления звеньев (недоступных для непосредственного измерения) с размерами, выходящими за границы поля допуска.

В представленном диссертационном исследовании на основе анализа группы авиационных агрегатов, точность сборки которых обеспечивается методом регулирования, выявлены основные особенности и проблемы реализации соответствующих технологий в условиях мелкосерийного производства; на примере технологии монтажа силовой установки вертолета одноосной схемы выполнено построение численно-аналитической модели связанной трехмерной размерной цепи, разработаны методы и программные средства решения для такой размерной цепи прямой и обратной задач; предложен и реализован метод построения и использования базы данных виртуальных сборок, позволяющий найти в базе данных сборку-аналог, и на основе рекомендации для сборки-аналога выполнить достижение точности реальной сборки методом регулирования. Разработанные методы и компьютерные программы использовались для статистического анализа точности сборки и выявления критических звеньев, оказывающих основное влияние на точность собираемого агрегата, а также прошли испытание в реальном сборочном производстве при монтаже силовых установок партии вертолетов Ми-24.

В процессе выполнения диссертационной работы автором были опубликованы следующие статьи и доклады, в которых личный вклад автора состоял в следующем.

1. Чотчаева С.К. Разработка методов расчета трехмерных связанных размерных цепей для обеспечения точности сборки методом регулирования. IX КОРОЛЁВСКИЕ ЧТЕНИЯ: материалы Всероссийская молодежная научная конференция с международным участием, Самара, 1 -3 октября 2007 г.: тезисы докладов. - Самара, Изд-во СГАУ, 2007. С. 145 -

Выполнен анализ методов достижения точности и расчета связанных размерных цепей в собираемых авиационных агрегатах.

2. Чотчаева С.К. Совершенствование технологии монтажа авиационных агрегатов при сборке методом регулирования./Чотчаева С.К., Самощенко И.Г.// Решетневские чтения: материалы XII Международной научной конференции, посвященной памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М.Ф. Решетнева (10-12 ноября 2008, г. Красноярск), под ред. И.В.Ковалева/ Сиб.гос.аэро-космич.ун-т. -Красноярск, 2008.- С. 32-33 - Автору принадлежит постановка проблемы совершенствования технологии монтажа авиационных агрегатов с использованием аналитического и численного описания размерных связей собираемой конструкции.

3. Чотчаева С.К. Нейросетевая технология выбора размера компенсаторов при монтаже авиационных агрегатов с использованием метода регулирования. Сборник трудов Второй всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России», Москва, 21-27 сентября 2009 МГТУ имени Баумана, С. 37 -Автором рассмотрена возможность использования нейросетевых технологий для реконструкции размеров звеньев, недоступных прямым измерениям.

4. Чотчаева С.К. Анализ точности сборки многозвенных механизмов методом регулирования / Чотчаева С.К., Сибирский В.В.// I международная научно-техническая конференция «Совершенствование существующих и создание новых технологий в машиностроении и авиастроении»: Сборник трудов (1-3 июня 2009 года, г. Ростов-на-Дону). Ростов н/Д: изд-во ЮНЦ РАН , 2009. - С. 324 - Выполнено экспериментальное исследование точности замыкающих звеньев на натурных конструкциях.

5. Чотчаева С.К. Автоматизированное достижение точности замыкающего звена пространственной размерной цепи при монтаже силовой установки вертолета. /Чотчаева С.К., Сибирский В.В.// Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта (САБ/С АМ/С АЕ-2010) .Труды международной конференции 19-21 октября 2010 Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Москва 2010. С. 238-239 Автором разработан общий алгоритм решения прямой задачи для связанных трехмерных размерных цепей.

6. Чотчаева С.К. Оптимизация монтажа силовой установки вертолета с использованием пространственных размерных цепей и эволюционных алгоритмов. VII Ежегодная научная конференция студентов и аспирантов базовых кафедр научного центра РАН. Тезисы докладов. 11-25 апреля 2011 г. Ростов-на-Дону, с. 202-203 Автором рассмотрена возможность использования эволюционных алгоритмов оптимизации - снижения средневзвешенного значения погрешности замыкающих звеньев путем варьирования размеров подвижных компенсаторов.

7. Чотчаева С.К. Обеспечение точности замыкающего звена пространственной размерной цепи монтажа силовой установки вертолета. /Чотчаева С.К., Чигринец Е.Г // Международный авиационно-космический салон «Макс 2011», Всероссийская научная школа «Молодежь и будущее авиации и космонавтики», «Будущее авиации за молодой Россией», Материалы Международного молодежного форума, 17 августа 2011, Рыбинск-Москва-Жуковский, С.114-121 - Автором разработаны численные алгоритмы расчеты трехмерных связанных сборочных размерных цепей.

8. Чотчаева С.К. Геометрический анализ пространственной размерной цепи монтажа силовой установки вертолета / В.В.Сибирский, С.К. Чотчаева // Вестник ДГТУ, №1 (62) вып.1. Издательский центр ДГТУ, 2012, С.79-85 - Получены результаты работы разработанного программного средства моделирования размерной цепи силовой установки вертолета.

9. Чотчаева С.К. Моделирование точности сборки наукоёмких изделий / С.Н. Шевцов, М.Б. Флек, В.В. Сибирский, С.К. Чотчаева // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2012. № 4. С. 37-45 - Автором выполнены численные исследования влияния точности составляющих звеньев на интегральную характеристику точности монтажа.

10. Чотчаева С.К. Использование компьютерных моделей пространственных размерных цепей и метода виртуальных сборок для повышения производительности монтажных операций / В.В. Сибирский, С.К. Чотчаева // Вестник СГАУ, 2012 г., № 5 (36), часть 2, С. 352-354. спецвыпуск "Вестника СГАУ" - Симпозиум «Самолетостроение России» -Выполнен комплекс работ по формированию базы данных виртуальных сборок и ее использованию в технологии монтажа.

11. Чотчаева С.К. Повышение производительности монтажных операций с использованием компьютерных моделей размерных цепей и базы данных виртуальных сборок // Международного молодежного форума «Будущее авиации и космонавтики за молодой Россией», Тезисы докладов. РГАТУ, 2013., С. 63-70 -Проведены массированные численные эксперименты, а также показаны результаты сравнительных испытаний в условиях сборочного производства традиционной технологии и предлагаемой методики.

Глава 1

Метод регулирования трехмерных связанных размерных цепей при достижении точности сборки авиационных агрегатов. Примеры применения, проблемы обеспечения заданной точности и трудоемкости, методы математического описания

Авиационный транспорт - один из важнейших видов транспорта, осуществляющий перевозки пассажиров, грузов, почты, является важным звеном экономической и социальной структуры страны [1,2,3]. Развитие авиационного транспорта является одной из составных частей Приоритетных направлений развития науки, технологий и техники, а технологии его создания - частью Перечня критических технологий Российской Федерации. Важная роль проведению проблемно-ориентированных исследований, направленных на разработку средств моделирования и виртуального изучения конструкций летательных аппаратов, по разработке принципов создания оптимальных технологических маршрутов производства летательных аппаратов отводится Государственной программой «Развитие науки и технологий на 2012 - 2020 годы».

Одним из важнейших видов авиационного транспорта являются вертолеты. Тенденцию развития вертолетов в будущем можно рассматривать как совершенствование качеств уже освоенных типов и классов вертолетов, увеличение их грузоподъемности и скорости полета. Совершенствование аэродинамических характеристик вертолетов [48] связано с разработкой новых лопастей несущих винтов (НВ), усовершенствованных законцовок лопастей, оптимизаций геометрических параметров НВ [88], снижением вредного сопротивления и отрицательных эффектов интерференции фюзеляжа и НВ. Ведутся поиски конструктивных решений по активному управлению обтеканием корпуса вертолета, альтернативным схемам рулевых устройств, системам управления высшими гармониками НВ и интегральной схемой НВ и фюзеляжа вертолета.

Производство новых летательных аппаратов (ЛА) требует постоянного совершенствования технологических процессов [69,77], разработки и внедрения новых методов и средств обработки, сборки, обеспечивающих постоянно растущие требования к качеству и эксплуатационной надежности.

Технология изготовления деталей, узлов и летательного аппарата в целом во многом определяют ресурс изделия, его трудоемкость и себестоимость, стабильность и культуру производства [94,97]. Существует тесная взаимосвязь между конструкцией ЛА и технологией его производства [21, 45,26,]. Создание новых технологий, способных обеспечить получение деталей, узлов, агрегатов, удовлетворяющих высоким требованиям, открывает дорогу для конструктивного совершенствования ЛА [1,2].

Конечным этапом производства самолетов и вертолетов является процесс сборки, который во многом определяет качество выпускаемого изделия. Организация процесса сборки требует изучения вопросов организации производства, решения многих производственных задач. Сборочные работы занимают особое место в авиастроении. Повышение качества сборочных работ существенно влияет на эффективность всего авиационного производства. Время, затраченное на сборочные работы, составляет 50 - 75% цикла изготовления ЛА, а их трудоемкость - 35 - 40% трудоемкости изготовления [24,25,45]. Это объясняется большим числом деталей и систем, сложностью оборудования, возросшими требованиями к точности и качеству поверхности планера, а также к надежности [20,23,43,77].

Операции, выполняемые в процессе сборки, а также объем сборочных работ определяется конструктивно-технологическими характеристиками собираемого изделия [29,46], физико-механическими свойствами применяемых материалов и условиями производства [20]. Конструктивно-технологические характеристики собираемого изделия определяют выбор методов базирования и сборки [47], обеспечения точности сборки [15,82,100,101], взаимозаменяемости узлов [27,30,50], компенсации

погрешностей сборки [40,74], а также выбор сборочных приспособлений, оборудования и инструментов [4,20].

Для рациональной организации процесса сборки, как правило, осуществляется членение конструкции ЛА на агрегаты, узлы, панели, которые собираются на ранних этапах процесса сборки всего ЛА [6]. При агрегатной сборке формируется общий вид фюзеляжа, производится основных агрегатов: хвостовой балки, стабилизаторов, крыльев и т.д. Завершающий этап сборочных операций включает эл