بسمه تعايل

شريفدانشگاه صنعتی

دانشکده هوافضا

جزوه کارگاه بال و بدنه

:تدوين کنندگان

ر حداد پورـــدکت

:کاری دانشجويانبا مه علی ساملو سينا خليليان

2

فهرست مطالب

3........................................................................................................................................مقدمه 3..................................................................................................ینچي استمي با سيیآشنا

4.................................................................................................................................یاعشار 4......................................................................................................................................یکسر

4.................................................................................................................................یاعداد 4...........................................................................................آشنايی با سازه ی هواپيما

6.............................................ماي مورد مصرف در هواپی با انواع ورقهايیناآش 8.................................................................................................................................اتصاالت

8............................................................................................................................پرچ ها قواعد پرچ کاری قوانين عمومی فاصله گذاری در آوردن پرچ پرچهای توپر

پرچکاری پرچ های تو پر پرچهاميخ

اجياد سوراخ برای پرچکاری 14............................................................................................................ و مهرههاچيپ

15........................................................................................................................یجوشکار 16......................................................................................روش های اتصال دو ورق فلزی

17......................................................................نصب و سرهم کردن قطعات روی يکديگر 17..................................................................................................................................تعميرات

19..........................................................................................................اي ساخت قطعات سازه 19..........................................................................................................یورقكاري و مخکار

هتيه نقشه Bend Allowance SETBACK حمدوديت مخش

25.........................................................................................................(Spar)ساخت اسپار 25......................................................................................(stringer) کننده تيساخت تقو

26........................................................................................... و بالکدهامهايفر ساخت 26.......................................................................................................یزنبور نه الیها شبکه

27................................................................................................................................1 پيوست 28.............................................................................................................................2 پيوست

3

مقدمه برای ساخت بدنه هواپيما روشهای متنـوعی وجـود دارد کـه

بسته به نوع هواپيما دارای ملزومـات جـانبی متناسـب بـا های هوايی به صورت عام از از آجنا که سازه . هواپيما هستند

،دهـی ورق استفاده از روشهای شکل ،اند تشکيل شده و تري ورق هـدف از . در ساخت هواپيما بسيار مرسوم است ... کاری و پرچ

ه بال و بدنه آموزش سـاخت بدنـه هواپيماهـای اايجاد کارگ درايـن دوره . سبک با اسـتفاده از ابزارهـای مرسـوم اسـت

،هـای هـوايی دانشجويان با انـواع مـواد مـصرفی در سـازه عناصـر اصـلی کاری برای ساخت روشهای اتصاالت و روشهای ورق

کننده آشنا يب، فريم و تقويت ، ر های هوايی نظير اسپار سازهای از هواپيمـا خواهنـد قطعـه شده و اقدام به ساخت منونـه

.منود

اينچیآشنايی با سيستم

گيری در کشور انگلستان بوجـود آمـد کـه دو سيستم اندازه ــاهان ــی از پادش ــده اول يک ــف گردي ــرای آن تعري ــت ب رواي

که رايـج اسـت (foot)ن پايی به اندازه مهين يک فوتی انگلستاگيـری خـود داشته است و اين اندازه را برای سيستم اندازه

.اندانتخاب منوده دوم اينکه فاصله آرنج دست تا مـچ دسـت در افـراد روايت

باشد و نای يک انگشت شـصت بـه بالغ به اندازه يک فوت می هـيم فاصله يک فوت قرار د د که اگر در باش اينچ می 1اندازه

.شود اينچ را شامل می12در کشورهای بلوک غرب در ساخت هواپيما از سيـستم اينچـی

ها و مواد مصرفی در شود و کليه اندازه استفاده فراوانی می در . کننـد ساخت هواپيما مهگی از سيـستم اينچـی تبعيـت مـی

چکرت سيستم اينچی بدليل بزرگ بودن واحد آن به تقسيمات کـو جهانی به چهار شکل باشد که طبق استاندارهای پذير می نامکا

.شودبيان می (Decimal)اعشاری -1 (Fractional)کسری -2 (Numerical)اعدادی -3 (Alphabetic)حروفی -4

Gageلی يک در متام اين روش هابه فاصله ی دو اندازه ی متوا برای مثال وصله يا دابلر استفاده شـده . می گويند ) درجه(

. باالتر از خود ورق بدنه باشدgageمهواره بايد يک

4

اعشاری

( را ميتـوان خوانـد 001/0 رويت تـا ارقام اعشاری قابل

مقداری واحدی که عبارت اسـت از يـک ) ال مسی دهای کوليسه و هـر کـدام از ايـن قسمت مساوی تقسيم شـد 10اينچ به به چهار قسمت تقسيم شده بنابر اين واحد ) 10/1(تقسيمات

کوچک 40باشد که کـافی اسـت اينچ می 025/0 ام يک اينج يا 1

واحد 001/0برای رسيدن به 40 شـود تقـسيم قـسمت 25ام به 1

حـد روی ورينـه کـوچکرتين وا نتيجهدر ) روی ورينه کوليس ( . اينچ خواهد بود001/0 کسری

ارقام کسری قابل رويت تا 128

های کوليس(توان خواند را می 1

Fractional ( های کسری مقدار واحدی که عبارتـست از در کوليس قسمت تقسيم منـوده در نتيجـه واحـد 16يک اينچ ابتدا به

کوچک اوليه 16کش کوليس مدرج شده اسـت باشد روی خط می ام 1

و حال کافيست 16ام به هشت قسمت شود درنتيجـه بـه واحـد 1

کوچکی بنام128

)روی ورينه کوليس.( خواهيم رسيد1

اعدادی 80-1ی ارقام اسـتانداردی هـستند از عـدد دتقسيمات اعدا

-ز ابزارآالت مورد استفاده قرار می گذاری بعضی ا برای نام .گيرد

آشنايی با سازه ی هواپيما

منای کلی هواپيما: 1شکل

5

. اکثر هواپيماها از قسمتهای يکسانی ساخته شده اند

، موتور برای توليد نيروی )lift(بال برای تامين نيروی باالبرپيشران،بدنه برای محل بار و قسمتهای مربوط به کنرتل و

مستی و (پايداری هواپيما مثل دم هواپيما که پايداری اين قسمتهااز نظر شکل،اندازه .را تامين می کند)طولی

.،تعداد و حمل قرارگيری در هواپيماهای خمتلف ،متفاوتند

به قسمت مرکزی هواپيما که ساير اجزا :)Fuselage(بدنه • .مثل بال،دم و موتور به آن وصل می شوند اطالق می شود

سازه ای يک سر درگير است که سازه ی آن بايد :بال • .نيروی برآ،پسا و وزن را حتمل کند

اجزای اصلی سازه ی بال: 2شکل

:اجزای اصلی سازه ی بال به شرح زير است )Span wise(از بدنه به نوک بال:در جهت حمورعرضی

دارای سازه ی حمکم و ضخيم بوده و ):Spar(تيرک اصلی نيروهای آيروديناميکی را به بدنه انتقال قسمت اصلی

1, 2يک هواپيما بر پايه ی مشخصات طراحی دارای.می دهد .يا چند اسپار است

موازی و در فاصله ی معين از تير ):stringers(تيرک ها باال و پايين قسمتهای طولی را به .اصلی قرار دارند

می پوسته ی بال را نگه هم وصل می کنند و مهراه دنده، .دارند

)chord wise(از لبه ی محله به لبه ی فرار:در جهت حمور طولیبرای ايجاد شکل ):Former(و شکل دهنده ها) Ribs(دنده ها

آن در اثر از تغييرجلوگيریاير فويل در بال و .نيرو های وارده،استفاده می شود

6

پانلهای کوچک و بزرگ به به صورت ): skin(پوسته وصل می با پرچ و يا پيچ مهره هاتيرکها و دنده

و يا )stress skin(پوسته می تواند نيرو را حتمل کند.شود ).no stress skin(حتمل نکند

برای استحکام قسمتهای خاصی از بال از کالفهای تقويتی )stiffener (استفاده می کنند.

و ) Internal braces(از اجزای فرعی می توان به مهارهای داخلی

اشاره کرد که برای مهار کردن بال و افزايش ) strut(خارجی .استحکام بال استفاده می شود

در کل نيروی وارد به پوسته ی بال مانند برا از طريق دنده و تيرک ها به تيرک اصلی و از آجنا به بدنه منتقل می

.شودجنس و طراحی بال و اجزای آن بايد به گونه ای باشد که با

ين نيروی وارد بر بال را حتمل و بعد از اطمينان بيشرت% 50 .برداشته شدن نيرو به حالت اوليه ی خود برگردد

: هواپيماها بر اساس حمل اتصال بال به بدنه به سه حالت و ميان ) Low Wing(، پايين بدنه)High Wing(باالی بدنه

.طبقه بندی می شوند) Mid Wing(بدنه

ی بالاجزای درونی تشکيل دهنده : 3شکل

اع ورقهای مورد مصرف در هواپيماآشنايی با انو

که در هواپيما بيشرتين مـصرف قابل ذکر است بدانيم فلزاتی ايــن فلــز هــستند آلومينيــوم و آلياژهــای آن ،دنــرا دار .باشد میژيک دارای قابليتهای زيراسرتات

7

باشد که تقريبًا بودن اولين امتياز آن می سبک -13 فوالد 1

.وزن دارد .دارای نسبت مقاومت به وزن بااليی می باشد -2 .ی وسيع خواص مکانيکی آملينيوم و آلياژهای آن گسرته -3 . است جوشکاری قابل -4آملينيوم در دما های بـسيار پـايني : خواص برودتی خوب -5

شکننده منی شود در حقيقت ويژگی های مکـانيکی بـسياری .دما افزايش می يابداز آلياژهای آن با کاهش

قابليت ترکيب شدن با بسياری از فلزات ديگر را داشته -6ها و توانايی موردنيـاز توان براساس نوع قابليت که می

.با روشهای خمصوص ترکيب منوده و فلز جديدی بدست آوردتوان بـا ضـخامتهای متفـاوت قابليت تورق آن است و می -7

.بدست آورد آملينيـومی سادگی تعمري قطعات سادگی کار با آن و مهچنني -8

ها به راحتی خارج fastener پرچ ها وديگر به علت اينکه می شوند و می توان تنها قـسمت آسـيب ديـده را خـارج

.کرد

-نظور در هواپيما استفاده مـی از فلز آلومينيوم به دو م :گردد

(structural) هواپيما سازه • (substructural)قطعات جانبی هواپيما •

و T3-2024 عبارتنـد از به کار رفتـه سـازه فلزات عروفرتين م

7075-T6 T6-6061 عبارتنـد از های جانبی به کار رفته در سازه فلزات

T4-5056و کـه T6-6061 و T3-2024در جدول زير مقايسه ای بني دو آليـاژ

يکی در ساخت سازه وديگری در سازههای جانبی به کار گرفته .می شود

اژ های آلومينيومآلي:1جدول Composition of Aluminum Alloys

Alloy 6061-T6 2024-T4 Copper 0.25 4.50 Silicon 0.60 Manganese 0.60 Magnesium 1.00 1.50 Chromium 0.25 Above indicates percentage of alloying elements in addition to pure aluminum.

Temper (-T) Designations -T6: Solution heat treated and artificially aged -T4: Solution heat treated

8

، Bulkhead ، Ribs و Formersمنظور ساخت به ای سازهاز فلزات Spars، Skin Stringersشوداستفاده می... و.

ای داخلـی هل کانا برای ساخت از ساير آلياژهای آلومينيوم (Ducts) پوششهای تزئينـی، صـندليها، صـندوقهای نگهـداری ،

اسـتفاده ... مواد غذايی، حملهای نگهداری برای ابزارآالت و .شودمی

است قسمتهای خمتلف هواپيما براساس نوع نيرويـی شايان ذکر . کنـد شود نوع فلز و مقدار ضـخامت آن فـرق مـی که وارد می

: عبارتنداز برحسب اينچضخامتهای مورد مصرف0.016 , 0.01 ،0.020، 0.025 ،0.032 ،0.040 ،0.050 ،0.063 ،0.071 ،

0.080 ،0.090 ،0.100 ،0.125 ،0.156 ،0.190 ،0.250 کــه اســت مــورد مــصرف در هواپيمــا مــواداز ديگــرفــوالد

307 ، 301 ، 347، 4130الياژهـای آ معروفرتين آا در هوافـضا Engirموردنياز در در ضخامتهای ... تيتانيوم وهستند مهچنين

.شوداستفاده می... وGally و

اتصاالت هاپرچ

انواع پرچ های توپر:5شکل پرچ ها پس از پرچکاریحالت :4شک

9

از نظر شکل ظاهری به دو دسته ی کلی تقسيم ) Rivets( پرچها :می شوند

1(Universal)2 ) برجسته ِگرد ودارای سر(Counter sunk) دارای )سر پخ

قواعد پرچ کاری

برای پرچ کاری ورقها و اتصال آا به يکديگر نکاتی وجود

دارد که الزم به رعايت است تا پس از تعمير و يا ساخت .قطعه مشکلی از جهت استحکام پيش نيايد

فاصله ی مرکز اولين پرچ تا : )Edge Distance(فاصله از لبه هاو نه بيشرت ) 2D(قطر پرچ برابر 2لبه ی ورق نبايد کمرت از

2.5R.D) 5/2فاصله ی مناسب تا لبه ی ورق حدود . باشد4Dاز )R.D: Rivet Diameter.(پيشنهاد می شود)برابر قطر پيچ

اگر فاصله از لبه های ورق خيلی نزديک باشد،ورق متايل به ترک خوردن و با جدا شدن از پرچها را دارد و اگر فاصله

د ورق از مست لبه ها متايل به باز از لبه ی ورق زياد باش .شدن و بلند شدن دارد

ی فاصله ) Rivet Pitch(: Rivet Pitch )R.P(در يک رديففاصله ی پرچهابين مراکز نزديک ترين پرچها به مهديگر در يک رديف می

برابر قطر هر 3کمرتين فاصله ی دو پرچ در يک رديف .باشد می R.D 8تا 6 پرچها به می باشد وبيشرتين فاصله ی) 3R.D(پرچ

. نيز متغير است10 تا 4رسدالبته گاهی اين بازه از فاصله ی ) T.P(فاصله ی عرضی: Transverse Pitch) (فاصله ی عرضی

R.P درصد 100 تا 75عمودی بين دو رديف پرچ می باشد و معموال .می باشد

T.P= (75% - 100%) R.P

6شکل

می ) R.D 2.5( برابر قطر هر پرچT.P :2.5کوچکرتين مقدار جماز

باشد

10

قوانين عمومی فاصله گذاری

بندی تک رديف قوانين عمومی فاصله گذاری پرچها که در طرح . ساده می باشنداعمال می شود نسبتًا

را درابتدا و انتهای ) Edge Distance: E.D(ابتدا،فاصله ی لبه هااگر .يف مشخص کنيدرديف حماسبه کرده سپس حمل پرچها رادر رد

رديف پرچ تشکيل شده،اولين رديف را طبق 2طرح مشا از توضيحات قبل مشخص کنيد و دومين رديف را با توجه به

روی رديف R.Pمشخص و با توجه ) T.R(فاصله ی دو رديف از هممهين اعمال را برای پرچ .دوم حمل پرچها را عالمت گذاری کنيد

.يدکاری رديفهای بيشرت تکرار کنروش کلی که در کار گاه بال و بدنه برای پرچ کاری پينهاد

مناسب از دو طرف نقاط E.Dمی شود اين است که با رعايت Aسپس فاصله ی . نامگذاری کنيدBوAابتدايی و انتهايی را

معموال . تقسيم کنيد8D تا4D رابه اندازه های مساوی Bتا . را در نظر می گيريم)4D( حداقل

رديف و حداکثر آن به نظر طراح 2يف پرچ کاری حداقل رد .بستگی دارد

طول پرچ را طوری در نظر می گيريم که به اندازه ی حدودًا1.5D 0.65 تا 0.5 قبل از پرچ کاری وD پس از پرچ کاری از

.سوراخ مورد نظر بيرون زده باشد

در آوردن پرچ

ی رويی را با مته تا جايی که به صفحه ) mash room(سر پرچبرسيم سوراخ می کنيم و سپس پانچ را در حمل سوراخ گذاشته

برای اينکه ضربات .و با ضربات چکش پرچ را بيرون می آوريم را از پشت در کنار پرچ حمکم نگه می bucking barمتمرکز باشد

.داريم

solid Rivet پرچهای توپر . باشند ترکيبات خمتلف فلز آلومينيوم می دارای پرچهای توپر

خمـصوص، معـرف (Part Number) اين نوع پرچها براساس مشاره فنـی نوع فلز، خصوصيات عملکرد، مقدار ضخامت يا قطر پرچ و طول

.شوندمیآن معرفی کند خاص خود را معرفی میpart numberهر کارخانه توليدی پرچ

بعنوان مثال

Standard Rivet head Rivet MS Military standard 470 Universal Rivet AN Aviation number 426 Counter sunk Bac Boeing Part Number Ms 20 470 4 AD 5

11

Military Solid universal Diameter material length تر شناخنت پرچ از عالمتی که بـرروی سـر آن اصوال برای راحت

(Head mark)باشدشود که به شرح ذيل می است استفاده می. A→ Plain )صاف( %99 آلومينيوم 1100 B→ Cross (+) 5052 AD→ Dimple ( o فرورفتگی( 2117 D→ Rise )برآمده( 2017 DD→ Double dash )--( 2024

يعنی ذکر است بدليل سخت بودن فلز دو نوع پرچ آخر شايان

D و DD کاری در درجـه حـرارت بايست قبل از عمليات پرچ میمعينی و زمانی ثابت نرم شده و سپس پرچ کـاری شـود دمـای

5492موردنياز ±°C دقيقه تا 25و زمان بسته به ضخامت ورق از سـپس بالفاصـله پرچهـا را از کـوره .کند دقيقه تغيير می 40

بـريم در ايـن حالـت د فـرو مـی خارج منوده و در خمزن آب سر 30کـاری حـدودًا بعـد از پـرچ .هستندکاری پرچها آماده پرچ

ت سـاع 96کند که بعد از گذشت شدن می دقيقه بعد شروع به سخت .آورندپرچها سختی اوليه خود را بدست می

.رده شده استل ترانواع پرچ ها در قسمت ضميمه ها آوتقسيم بندی کام

تو پرپرچکاری پرچ های اسـتفاده مـی Bucking Bar وRivet Gunبرای اجنام اين پرچکاری از

(Rivet set)بشته به نوع پرچ و انـدازه ی آن سـر ضـربه زن .شود . بايد قرار گريدRivet Gun بر روی بمناس

بايـد در پـشت پـرچ و Rivet Gun،Bucking Bar هنگام ضربه زدن بـا Buckingبايـد پرچکاری برای هبرت اجنام شدن.عمود بر پرچ باشد

Bar هنگـام : با وزن وشـکل مناسـب انتخـاب شـود،برای مثـالــتفاده از ــايزRivet setاس ــه وزن Bucking Bar از 3x س lb2 ی ب

.استفاده می شود

چگونگی له کردن پرچ:8شکل هاBucking barانواع :7شکل

12

:Bucking BarوRivet Gun نکاتی در مورد کار با با ضربات ضعيف و فشار پايني گاز کار کند Rivet Gunوقتی •

ممکن است سبب کار سختی پرچ شود و در ايـن حالـت پـرچ .بدون ترک خوردن شکل مناسب را به خود منی گريد

بدون فنـر بازگرداننـده اش Rivet Gun بايد توجه داشت که •اش را را شليک ند مانند يک سالح بادی قسمت سری می توا

.دمه زدن به افراد وجتهيزات شودکند وسبب ص ضـربه Bucking Barدر صورتی که کاربر قبل از قـرار دادن •

Bucking بزند باعث صدمه زدن به ورق خواهد شد،مهچنني اگـر Bar عمود بر پرچ نگه داشته نشود سبب کج شـدن انتـهای

.پرچ می شود

پرچهاميخدر قـسمتهای توان که می هستند دارای اشکال و انواع خمتلف

خمتلف هواپيما براسـاس نيروهـای وارده بـرآن قـسمت ونـوع پرچها براساس ميخ اين منظور ، برای استفاده آن بکار بست

عبارتنـد کـه شـوند می مورد استفاده به انواع خمتلف تقسيم :از

self پرچهـای ـ (pull through) پرچهای کشيدنی ـ پرچهای توخالی ... وHi-Torque ، پرچهای Hi- Shear ، پرچهای Plugـ

عمليات پرچکاری بايـستی از دوطـرف در که پرچهای توپر جبزروند کـه دسرتسی داشته باشند، باقی پرچها در جايی بکار می ای خمـصوص هاز يک طرف قابل دسرتسی نبوده و فقط توسط دستگاه

- پرچ شده و قطعات خمتلف را به يکـديگر متـصل مـی ،پرچکاری .کند

راخ برای پرچکاریاجياد سواز کـردن الزمه برای اجياد يک سوراخ مناسـب اسـتفاده اولني اجياد سـوراخ در نقطـه ی اتـصال ای با دقت کافی برای مته

دارای معموال مته های نو. سطح می باشدبا)Ground point(نوک متهGround point مناسبی می باشند،اما پس از ساييده شدن، آن هـا

.ند يا دور انداخته شونديا بايد تيز شوابعاد نوک يک مته مناسب کار در شکل زير نـشان داده شـده

.است

13

ابعاد نوک يک مته مناسب کار: 9شکل

مکان سوراخ ها بايد قبل از سوراخکاری با مداد يـا سـوزن

.خطکش نشانه گذاری شودبرای سوراخ هايی که بايد با دقت بااليی در مکانشان اجيـاد

اين وسيله در هنگام . استفاده کردDrill jigتوان از شوند می .مته کاری،مته را در حالت درست نگاه می دارد

در شکل زير چگونگی سـوراخ هـای مناسـب و نامناسـب بـرای .پرچکاری نشان داده شده است

10شکل

وسط سوراخهايی متيز و با راستای مناسب شکل های مست چپ ور شکل مست راست دو سوراخ که زاويه و درا نشان می دهند

.دار اجياد شده اند ومناسب پرچکاری نيستند ديده می شود

لبه های تيز و براده ها بايد برداشته پس از اجياد سوراخمعموال . می شود گفته)پليسه گريی(Burringاين کارشوند، به

Burring بااستفاده از يک مته درشت تر با دست اجنام می را .دهند

وقتی دو يا چند صفحه روی هم سوراخ می شوند، ضروری مهچنني از ميان )Chips and Burrs(است که براده ها ولبه های برآمده

.شوندصفحات برداشته

14

11شکل

هاپيچ و مهره

های هواپيما که بايـستی مرتبـًا بـاز يـا از قسمت بعضیدر بسته شوند و يا بايستی نيروهای زيادی را حتمـل کننـده از

.شوندپيچ و مهره استفاده می بر هایپيچ.شوندها نيز به اقسام خمتلف تقسيم می پيچ و مهره

تقـسيم ريـز و دنده درشت دنده اساس اندازه ی دنده ها به . اساس شکلشان تقسيمات فراوانی دارند و مهچنني برمی شوند

انواع پيچ ها:13شکل مشخصات ابعادی پيچ ها:12شکل

15

.شوند به اقسام خمتلف تقسيم می متشاهبًاها نيزمهره عمل کـرده و نيـاز بـه ابـزار هايی که مانند قالب مهره)1

(Anchor nut)برای نگهداری ندارند بسته باشند که پس ازمنی میهايی که دارای ضريب اي مهره)2

(Lock nut) شوندثر لرزش و اعمال نيرو باز منی شدن درااز ناحيـه آچـار هايی که پس از مقدار گشتاور الزم مهره)3

(collar)شوند بريده میهايی که ختت بوده و بايستی از واشـرهای فنـری بـه مهره)4

(Plain nut).لوگيری از بازشدن استفاده شود منظور ج قابـل گيرنـد و هايی که در درون قطعـات قـرار مـی مهره)5

(Rive nut) نيستند آچار وسيله بهدسرتس- قـرار مـی النه زنبوری هايی که در مواد رزينی و مهره)6

.گيرند ).Castle nut(شوندهای که جهت تنظيم بسته میمهره)7

جوشکاریود تـوان قطعـات را بـه يکـديگر متـصل منـ راه ديگری که می

.باشدجوشکاری می .باشدپذير میجوشکاری به روشهای خمتلفی امکان

جوش برق -1 جوش با گاز استيلن و هوا -2 جوش با گاز آرگون -3 نقطه جوش -4 ... وCo2جوش -5

که براساس حمل مورد استفاده و نـوع فلـز جهـت اتـصال بـه . باشنديکديگر متفاوت می

اتور بااســتفاده از يــک ترانــسفورم: بــا بــرقجوشــکاری -تـوان سه فاز می و نوع تک فاز کاهنده و با برق شهر در دو

در صـنعت . جوشـکاری منـود ) آهنـی بيـشرت (روی قطعات فلـزی .شوندهوانوردی بيشرت برای ساخت جيگ و فيکسچر استفاده می

آرگون بيـشرتين مـصرف را در صـنعت دستگاه جوشکاری با گاز جـوش بـرق بـا از يک دستگاه هوانوردی دارد که تشکيل شده

آمپر بسيار پائين و گاز آرگون که در اين جوش گاز آرگـون .باشـد برای جدا کردن اکسيژن حميط از اطراف حوضچه مذاب می

پـذيری بـااليی در اين جوش اتصال بسيار قوی و قـدرت نفـوذ رای فلـزات آهنـی، اسـتيل، آلـومينيم و دارد که بيـشرت بـ

دارای ظرافت بااليی گيرد و تيتانيم مورد استفاده قرار می .باشدمی

16

روش های اتصال دو ورق فلزی

با پـرچ يـا فلزی به طور کلی برای اتصال لبه های دو ورق :با استفاده از پيچ و مهره دو روش وجود دارد

1(Lap joint 2( Butt joint

. نشان داده شده استBوAچگونگی اين اتصاالت در شکل های زت قسمت پرچ کاری شده به مقاومت ورق فلـ مهچنني نسبت مقاوم

. بازده اتصال می باشدبيانگر

17

نصب و سرهم کردن قطعات روی يکديگرنصب و سرهم کردن قطعات هواپيما روی يکديگر بايستی توسـط

بدين صورت که قيد و بنـدهايی از قبـل ،فيکسچر صورت پذيرد هواپيمـا که قطعات )با دقت فراوان (و ساخته می شوند طراحی ها روی قيد و بندها ثابت موجود روی قطعههای jig pointتوسط

هنگاميکه قطعات کنار يکديگر قرار گرفت طبق نقـشه . دنگرديلـهای بـادی و سوراخهای پرچکاری را روی قطعات توسـط در

پـس از . شـود ايجـاد مـی های سايز پرچ توسط سوراخکاری متهکنند و در ايـت بـا میگيری سوراخکاری، سوراخها را پليسه

عمل پرچکـاری صـورت Bucking Bar يا چکش بادی وAir Gun دستگاه و اصـول د مطابق بايارتفاع و قطر ايی پرچ نيز . پذيردمی

بايـستی پـرچ تعـويض پرچکاری باشد در غري اين صورت قواعدروش ديگر برای سرهم کردن هواپيما که معمـوال بـرای . گردد

گيـری گيرد، روش انـدازه صورت می homebuilt هواپيماهای سبک و کـش و کـوليس کنـار در اين روش قطعـات را توسـط خـط . است

يکديگر روی يک فيکسچر ساده قرار داده و فواصـل را طبـق کـاری سپس قطعات را سـوراخ . کنندگيری می نقشه ساخت اندازه

.گيردکاری صورت میگيری، عمل پرچکرده و بعد از پليسه .ش دوم نياز به دقت فراوان دارد در رو

تعميرات

:انواع تعمير ) Flash(صاف)1 )Nonflash(غير مهوار يا ناصاف)2

استحکام % 75شرط اول تعمير اين است که بتوانيم حداقل .اوليه را به قطعه باز گردانيم

و هرگونه streamlineدر مکاايی که جريان ) flash(تعمير صاف دليل اين امر آن است . مهم است به کار می رودو پسابرا

از حالت تعادل خارج شود باعث که اگر متغيرهای برا يا پسامثال .شودما در هنگام پروازمی به هم خوردن پايداری هواپي

ر پس از تعمير بال آسيب ديده قسمت جديد نسبت به بال اگ ديگر برآمده تر يا فرورفته تر باشد نيروی برا در دوبالتفاوت کرده و هواپيما متايل به چرخيدن حول حمور بدنه ی

.خود داردتکه ی وصله را روی قطعه ی اصلی ) Nonflash(در تعمير ناصاف

. می زنيم overمی اندازيم يا به اصطالح ابتدا بوسيله ی يکسری مواد نفوذی ترک :روش تعمير ناصاف

)crack (سپس سر و . قابل رويت می کنيم روی قطعه ی اصلیرا باشد 6mm بايدداقل قطر مته ح.ته شکاف را مته می زنيم

ايتا وصله يا .زيرا کمرت از اين خودش عامل ترک می شودPatch را طوری روی ترک می گذاريم که بتوانيم با حداقل دو

. کنيمحمکمرديف پرچکاری وصله را به قطعه ی اصلی

18

Non Flashتعمري ناصاف:14شکل

عمير صافروش ت

می است که سطح پس از ترميم يکدست و صاف باقی عميریتکه ترک دارد در حداقل مساحت ای در اين حالت قطعه .ماند

اين قطعه می تواند .می شود) cut out(ممکن از قطعه ی اصلی جدااساس مستطيل،مربع،بيضی يا دايره و بربه شکلهای خمتلف مثل

)filler(ا گردد و پرکنندهنظر تعمير کار از قطعه ی اصلی جد .توسط يک وصله در بدنه ی اصلی قرار می گيرد

ضخامت يکسانی با ورق اصلی داشته fillerبايد توجه داشت که متصل )doubler( رديف پرچ به وصله ی زيرين2باشد و حداقل با

.شود

filler و قطعه ی اصلی بايد حداقل64تا1

32) gap(اينچ فاصله1

:به دو دليل.داشته باشد . وجود داشته باشدfillerفضايی برای انقباض و انبساط )1 .از زنگ زدگی در ناحيه ی لبه ها جلوگيری به عمل آيد)2

Flashتعمري صاف :15شکل

19

یا ساخت قطعات سازه

مخکاری ورقكاري وباشد با توجه يما می های مهم در ساخت قطعات هواپ يکی از خبش

قبل از ،به اينکه آلياژهای خمتلفی از آلومينيم دردست است ضخامت ومهچنين شعاع خم اطالع کـافی -کاری بايستی از جنس خم

مخکـاری را spring backاويـه خـم و زاويـه زداشت و با رعايت .اجنام داد

کـاری از حالـت نـرم ورق در بيشرت موارد برای سـهولت در مخ (O-Condition) که هنوز عمليات حرارتـی روی آن صـورت نگرفتـه قطعات را عمليـات حرارتـی مخکاری، بعد از .شودمیاستفاده

.رسانندمنوده و به سختی الزم میدر مخکاری اليه های داخلی فشرده و اليه های خارجی کشيده می شوند ،اين کشيده شدن اليه های خارجی می تواند سـبب اجيـاد

بر سطح خارجی شود ،در مورد حمدوديت های ناشی از ترک هايی .بيشرت توضيح داده خواهد شدآن

کاری آلومينيم مورد استفاده قـرار که برای خم یيدستگاهها و دسـتگاه Press Break - برقـی - خـم دسـتی :گيرد عبارتندازمی

Rubber Pad Forming (RPF)الستيکیپرس

هتيه نقشه

و )Template(هـا قالـب الگـوی سـاخت بايد ابتدا برای مخکاری را با رعايت نکات طراحی )Flat Pattern(شکل گسرتده ی ورق لگوی ا

set backو) طول خم (bend allowanceو استفاده از فرموهلای حماسبه .بدست آورمي

اين روش نقشه قالب، ريبها، فريمهـا و بالکـدها ان با تومی .را بدست آورد

ضريب زاويه خم K ضخامت ورق و Tاع خم شعRدر اين فرموهلا ازطريـق حماسـبه ايـن . باشـد زاويه خم بر حسب درجه مـی Nو

و شـابلن ) گـسرتده قطعـه (توان طول حقيقی قطعـه فرموهلا می .قطعات را بدست آورد

Bend Allowanceحماسبه ی :روش اول

فرض ميـشود،با Neutral Axis (R+T/2(در اين روش شعاع حمور خنثی .اينفرض حميط دايره ی خنثی را بدست می آورمي

20

90 خم برایBend Allowance:16شکل

BA: درجه دارمي90و در نتيجه برای خم R T

=4

2 12

π ( )+

اندکی خطا است زيرا نتايج بدست آمده از اين فرمول دارای بـا ايـن . حمور خنثی نيست وتغيري طـول ذارد 0.5Tدر عمل خط

کـه از ورق هـای نـازک ( حال ميزان خطا برای اکثر کارهـا .بسيار کم تاثري است) استفاده می شود

روش دوم را بااستفاده از BAاندازه گريی ها نشان داده مقدار دقيق

مـی تـوان درجـه 180تـا 1 برای متام زوايا از فرمول زير .بدست آورد

BA = (0.01743 R+ 0.0078 T) N× × ×

17شکل

روش سوم

درجه 1و90 را برای BAاستفاده از جدول می باشد،اين جداول را BAنشان می دهند و با استفاده از اين نتايج می تـوان

.زوايا بدست آوردبرای متامی

21

:واژگان

پرداختـه مـی در زير به تعريف برخی از واژگان مربـوط Bend Allowanceشود که دانسنت آا برای درک مفهوم و کـاربرد

.در عمل الزم می باشد

درجه90 برای خم Set back:18شکل

• Leg : ق بلندتر زاويه تشکيل شده در مخشسا • Flange : اگر هر دو ساق مخش هم .ساقه کوتاه تر زاويه مخش

.گفته می شود Legبه هر يک ،اندازه باشند • Mold Line) ML :( خط حاصل از تقـاطع صـفحه هـای خـارجی

Flange و Leg) ی جمازی است که از خمتصه نقطهيک در صفحه )يشودهای حقيقی روی نقشه تعيني م

• Bend Tangent Lines (BL) )خطی که فلز در آن :)خطوط مماس مخششروع به خم شدن می کند و خطی که مخيدگی فلز در آن به

.پايان می رسدرا تـشکيل مـی Bend Allowance فاصله ی بين خطوط مماس مخش ،

.دهد• Bend Allowance: مقدار ماده ی تشکيل دهنده ی يک خم • Radius: ه مهواره از داخل انـدازه گرفتـه مـی شعاع خم ک

.شود مگر آنکه غري آن ذکر شده باشد • SETBACK) SB:( فاصله ی بني خط ممـاس مخـش)Bend Tangent Line (

)SB=R+T درجه دارمي 90 برای خم (Mold Pointتا • The Brake or Sight Line: قطعـه گـسرتده خطوط طرح که بر روی

و بـرش اهنمـا در مخکـاری کشيده می شود و به عنـوان ر در به و خم از روی آن اجنام می پذيرد استفاده می شود

. نيز گفته می شودBend lineآن ) اين خطوط را می توان با استفاده از يک مداد نرم کشيد (

Base Measurement :خارجی قطعه ی شکل دهی شدهابعاد .

22

Flat :قسمتی از قطعه که مخيدگی ندارد، که برابرBase measurement . می باشدSetbackمنهای

SETBACK حماسبه ی

بايد پيش از اجنام مخکاری در طراحی حماسـبه SETBACK مقدار نقاط آغازين و پايـانی خـم شود تا با استفاده ازآن مکان

را بدسـت Flat تا بتـوان از ايـن طريـق طـول را بدست آورمي .آورد

Bend Tangent(ی بين بني خط مماس مخش را فاصله SETBACK در باال Line ( تــاMold Point تعريــف کــردمي ، بيــان ديگــری بــرای درک

SETBACKبه صورت زير است : روی لبه ی)Cornice Brake( در خم کن (Mandrel)اگر فک متحرک گريه

قرار گـريد،و ورق را داخـل آن بگـذارمي و ) Bed(فک ثابت گريه Bending Leaf فلز حتت فشار ناشی از ه باال بياورمي درج90 را تا،

Leaf برای جلوگريی از صدمه ديدن ورق . دچار پاره گی می شودMandrel ورق از لبـه ی به اندازهی ضـخامت بايد 90 برای خم

Bed اين فاصله به فلز اجـازه مـی دهـد تـا عقب آورده شود،در حالـت کلـی .جريان پيدا کند و يک خم سامل را تشکيل دهد

تا که روی قطعه عالمت گذاری می شود ع مخش ی مکان شرو له فاص . باشدSet Back بايد به اندازه ی Bedی لبه

19شکل

درجه برابـر حاصـل مجـع شـعاع 90 برای خم Setbackمقدار •

.داخلی خم و ضخامت ورق فلز می باشد Setback=R+T

درجـه از جـدول 90ايی غري در زواي Setbackبرای حماسبه ی •استفاده می کنـيم و )Kياجدول مقادير Setback (استاندارد

. بدست آمده را در اين فرمول قرار می دهيمKمقدار Setback=K(R+T)

23

حمدوديت مخشبافت بريونی يا سطح حمدب خم بـرای يـک )Stretch(مقدار کشيدگی

Pure bend) (با نـسبت )خم خالصT/R( در آن کـه .رابطـه دارد R . ضخامت ورق می باشدTشعاع داخلی خم و

برای اينکه بدانيم آيا مخی امکان پذير است يا سـبب صـدمه ديدن فلز می شود بايد مقدار کشيدگی و حـد کـشيدگی بافـت

.خارجی را بدانيمبه روش های گوناگون اجنـام مـی )Bendability( تست مخش پذيری

Bentخم منونـه مخـشی و يـا پذيرد،در حالت کلی در آا شعاع strip ترک ها بـر را کاهش می دهند تا حداکثر شعاعی که در آن

سطح خارجی ديده می شوند بدست آييـد و سـپس تراکم،طـول و .جهت ترک ها بررسی می شود

اما چگونه می توان وقتی منونه ی ورقِ فلـز را در اختييـار يـا در برای تـصميمگريی هـای ابتـدايی در طراحـی و ندارمي،

انتخاب ورق و فلز جايگزين ،ختمينی از حداقل شـعاع خـم را داشته باشيم ؟

ديـده مـی شـود،می تـوان 1مهان طور که بر سطح خـارجی شـکل بر روی سـطح خـارجی )يا املانی به آن صورت (باريکه ای نازک

در نظر گرفت،اين باريکه مهانند يک منونه که حتـت تـست کـشش .واقع شده می باشد

20شکل

در حقيقت آزمايش ها نشان داده انـد کـه تـرک هـا زمـانی Total(تشکيل می شوند که کرنش سطح خارجی به حدود کرنش ايی

Elongation(رسيده است.

24

2جدول

می باشد Pure bendربوط به م2نتايج نشان داده شده در جدول

.ی شودکه به ندرت در عمليات دستگاه های پرس ديده ميا سطوح قفـل )Clamping(توسط گريه که _ معموال يک نريوی کششی

برای کمک به خم شـدن حـول _ اجياد می شود)Lock Surfaces(شوندهاين نريوی کـشش بـا کـشش خـم .شعاع به لبه ها وارد می شود

سبب افزايش کشش سطح خـارجی و افـزايش کننده مجع می شود و .حداقل شعاع خم می شود

کات باال در عمل نه به طور کامل قابل درکند ونه دقيـق ن* و فقط ديدی برای تـصميم گـريی هـای سـريع در اختيـار مـی

کـاری تـرک مـی برای مثال اگـر ورق مشـا در هنگـام مخ .دهند پـايني تـر Total Elongationن با فلزی با خورد،جايگزين کردن آ

. منی تواند مفيد باشدويا ضخامت بيشرت )transverse bend(اگر خم عرضی"قدميی مخکاری می گويديک قانون *

ــورد ورق را ــرک خ ــولی 90ت ــاری ط ــد و مخک ــه بچرخاني درج)Longitudinal Bend(-اجنام دهيد-2شکل .

ــوق ــانون ف ــه ق ــاختار باوجوداينک ــه س ــاره ای ب ــيچ اش ه توضيح اين قانون بـه ايـن اما دانه ها ندارد ميکروسکپيک

از ميان ه دانه ها خم بزنيم و ن بر می گردد که در راستای اين جهت هـا بـه .دانه ها که مقاومت در آن راستا کمرت است

. در فرايند توليد ورق باز می گرددRollingراستای عمليات

21شکل

25

هتيـه Flat pattern نقشه قطعه(Template)بعد از اينکه نقشه قالب و شـروع بـه چسبانيم می رق گالوانيزه ها را روی و شد نقشه

را روی فنوليـک template سپس ايـن منائيم برش اضافات نقشه می که از مواد فاليربگالس هتيه گرديده منتقل و با سوزن خط کـش

کنيم حال نوبت روی فنوليک نقشه قالب موردنظر را پياده می های آن را برش دهيم اينکـار را بـا به قالب است که اضافه

زاويه خم و دهيم بعد از برشکاری دقت بسيار زيادی اجنام می خواهد از آن قطعـه هواپيمـا شعاع خم الزم برای ورقی که می

-اگـر قطعـات ريبـها . شـود روی قالب تعبيه مـی ،هتيه گردد فريمها و بالکدها نياز به سـوراخهای سـبک کننـده داشـته

خـم 45 ° ها بايستی حتت زاويـه اين سوراخ باشد حتمًا لبه حـال قالـب .کنـيم ا برروی قالب تعبيه می شود اين زاويه ر

دهـی آماده است برای اينکه قطعات هواپيما از روی آن فـرم .گردد

(Spar)ساخت اسپار باشـد و اسپار يکی از تيرهای اصلی بال هر هواپيمـايی مـی

بنـابراين در سـاخت آن . گـردد بارهای زيادی را متحمل مـی .بايستی دقت فراوان منود

نوع طراحی شکلهای متفاوت دارد در بعـضی بسته به اسپارها .گـردد مـی هتيـه (strip)هايی از ورق و با تقويت کننده

... بيکل پاپ و–مانند هواپيماهای سبک مثل سسنا هواپيمـا يـک آکروباتيـک اسـپار یدر بعضی از هواپيماهـا از نوک بال چپ sparشود يعنی اينکه پارچه طراحی و ساخته می

توسط ماشينکاری و شودال راست يک تکه ساخته می تا نوک ب -و صلب بدست می پارچه گردد که در اين نوع يک تير يک هتيه می

.آيد ينــگفورجدر ســاخت اســپارهای هواپيماهــای ســنگين از روش

(Forging) آلـومينيم را در روشگردد که در ايـن استفاده می .کنند میخورجقالبهای بسيار بزرگ

(stringer) ت کنندهتقويساخت .توان به دو روش هتيه کرد را میهاکنندهتقويت

... -Lکن بعضی از مقاطع مانند از ورق توسط دستگاه خم -1 .را هتيه منود

را سـاخت کننـده تقويـت توان نورد می روش دوم توسط قالب -2 بلـوکی از آليـاژ آلـومينيم را عمليـات کهبدين صورت

برند سـپس باال می c°500ود حرارتی کرده و دمای آن را حد اين بلوک را داخل پرسهای سنگين بـرده و از قالبـهايی

دهنـد و بـا فـشار زيـاد عبـود مـی ... - Hبا مقـاطع استيرينگرها پس از عبور از قالبـها بـه شـکل و مقطـع

گردد سپس عمليات حرارتـی روی آن صـورت موردنظر هتيه می .گيرد تا به سختی الزم برسندمی

26

مها و بالکدهافريساخت که مهان گسرتده قطعـه Blank ياFlat Patternبعد از ساخت قالب و

را روی قالب گذاشته و توسـط Blank اين است،دهی قبل از فرم بالکدها را هتيـه وکنند و فريمها دهی می فرم RPFدستگاه پرس

.منايندمی، ها و بالکـدها مرسـوم اسـت روش ديگری که برای ساخت فريم

دراين روش فريمهـا يـا است قالبهای دای کاست ده از استفا-دای(بالکدها يا تيرهای ديگـر را توسـط قالبـهای تزريـق

کنند به اين صورت که آلومينيم مـذاب را حتـت هتيه می ) کاستفشار داخل قالب تزرق کرده و شکل قالب که مهان فريم بالکد

.آورند بدست می رااست... و

زنبوری های النه شبکههای النه زنبوری بيشرت در قسمتهای داخلی هواپيما، کـف سازه

درهبـای داخلـی ، Lavatory يـا آشـپزخانه، Gallyکابين، قـسمت -هـای النـه شـبکه . گيردمورد استفاده قرار می ... هواپيما و

توانند نيروهـای وارده را زنبوری فقط در يک جهت عمودی می -رب گـالس سـاخته مـی آلومينيمی و فاي و در دونوع . حتمل کنند

.شودزنبوری بين دو صفحه از آلومينيم يا فايربگالس اين شبکه النه

بـه يکـديگر ) ينـی رز(های خمـصوص گرفته و بوسيله چسب قرار .هستند بسيار سبک زنبوریهای النهاين سازهگردند متصل می

- استفاده می نيز کوپرت در ساخت ملخ هلی هااين نوع سازه از .گردد

27

Major Alloying Ingredients:

1XXX PURE ALUMINUM 2XXX COPPER 3XXX MANGNESE 4XXX SILICON 5XXX MAGNESIUM 6XXX MAGNESIUM- SILICON 7XXX ZINC 8XXX OTHER ELEMENTS A modified alloy is assigned a number in place of the -0- such as in 2117t3. which is defined by the manufacturer. The Alloy Designator, such as 17, 24, 75 or 79 indicates containing elements shown in table following table.

28