document.docx

Labo luchtvaarttechnologie

Eerste semester

Basisbewerkingen in de luchtvaartindustrie

(plaatbewerking en klinknagelverbindingen)

pagina 1 van de 15

document.docx

Doelstelling:

De student vertrouwd maken met enkele basisgereedschappen en handelingen uit de luchtvaartindustrie. Zoals het bewerken van aluminium en het plaatsen van verschillende soorten klinknagelverbindingen.

We zullen dit doen door het maken van een werkstuk in aluminium.

pagina 2 van de 15

document.docx

Onderstaande aspecten komen aan bod in dit proefstuk knippen

ponsen

boren

vijlen

plaatsen van bolle en verzonken klinknagels

plaatsen van blinde klinknagels

verwijderen van een geplaatste klinknagels

Bij al deze bewerkingen is veilig werken zeer belangrijk!

Enkele afspraken om het labo vlot en veilig te laten verlopen:

1. Tijdstippen van begin strikt respecteren2. Het dragen van een labojas en veiligheidsschoenen is steeds noodzakelijk3. Eigen materiaal dat je moet meebrengen:

schuifmaat veiligheidsbril permanente fijne markeerstift

pagina 3 van de 15

document.docx

1.1.Wat is klinken

Klinken is een verbinding maken met behulp van klinknagels. Een klinknagel dient om verschillende metaalplaten te verbinden. Het bestaat uit een metalen pin met een voorgevormde kop, zetkop genoemd. Aan de steel wordt een sluitkop geslagen of gestuikt en vormt zo een verbinding welke niet afneembaar is.

Het koudklinken past men veel toe en wel in het bijzonder in de vliegtuigbouw. Ook met het oog op ongewenste materiaalspanningen en vervorming zal men hier het lassen van plaatmateriaal achterwege laten. Met als uitzondering het puntlassen. Men past hoofdzakelijk klinknagels toe van gelegeerd aluminium. De diameter ervan is ten hoogste 6 mm. Voor de beplating van romp en vleugels neemt men de nagels niet groter van 3.5 mm.

Een klinknagel is goedkoop, lichter en vlugger gezet dan een boutverbinding, doch het nadeel is dat ze niet tegen trekbelasting kunnen in de as van de steel. Zo worden alleen belast op afschuiving of buiging.Men gebruikt ongeveer 150 000 klinknagels om een halfzware bommenwerper te bouwen, dit cijfer laat de belangrijkheid zien van deze verbindingen.

1.2.Algemeen

Een structurele verbinding brengt de belasting van het ene element over naar het andere element via fastners (vb: klinknagels) of lijmverbindingen. Deze laatste vergen wel zwaardere eisen qua kwaliteitszorg.Een verbinding wordt berekend voor de verschillende faalmodes:

Shear: afschuiven van de fastner Bearing: falen van het omliggende materiaal En andere zoals het doortrekken van de klinknagelkop.

De “edge distance” is de afstand van het midden van de fastner tot de dichtstbijzijnde rand van het materiaal. Deze dient minstens twee de diameter van de steel van de klinknagel te bedragen

De “ rivet pitch” is de afstand tussen de verschillende fastners (spacing) en zal tussen de 4 en 6 maal de diameter van de steel van de klinknagel te bedragen..

pagina 4 van de 15

document.docx

Voor klinknagels:

Om te voorkomen dat de plaat niet zou worden verzwakt door te veel gaten in een rij, mogen de klinknagels niet dichter dan 3 diameters van elkaar staan, en Max. 12 diameters uit elkaar.

Onderzoek toont aan dat een tussenafstand van 5 maal de diameter een optimale combinatie oplevert.

Fastners worden onderverdeel in Permanente en verwijderbare fastners

Permanente fastners Kunnen niet worden verwijderd zonder één of meerdere van de samengestelde elementen te beschadigen. Typische permanente fastners zijn klinknagels (rivets), Hi-loks en blinde fastners.

Verwijderbare fastners Kunnen wel worden verwijderd zonder één van de samenstellende elementen te beschadigen: bouten, schroeven… Schroeven met een lagere materiaalsterkte dan bouten worden enkel in niet-structurele verbindingen gebruikt (beplating). Schroeven met dezelfde materiaalsterkte als bouten, worden wel gebruikt in structurele verbindingen, zonder echter de schroefdraad te belasten in bearing.

Met klinknagels kunnen vloeistofdichte verbindingen worden gerealiseerd. (Denk maar aan brandstoftanks in de vleugels)

Een voorbeeld permanente verbinding

Hi-loks worden geïnstalleerd met kraagjes (Collars) of zelfsluitende moeren (self-locking nuts) die afbreken bij een bepaald torsiemoment. Deze kraagjes kunnen alleen worden verwijderd door ze te vernietigen. Het voordeel is dat er geen momentsleutel nodig is bij installatie.

Lockbolt zijn een alternatief voor Hi-Loks belast op afschuiving. Ze vragen echter meer ruimte voor gereedschap bij installatie dan Hi-Loks, maar kunnen automatisch geplaatst worden.Hi-Loks en Lockbolts worden typisch in “transition fit” verbindingsgaten geplaatst, d.w.z toleranties van –0.003” tot +0.002”.

pagina 5 van de 15

document.docx

1.3.Soorten klinknagels

1.3.1. Gewone klinknagels: Verklaring van de code

1.3.2. Blinde klinknagels of breekstiftnagels of doortreknagels

Bij het blind klinken is de nagel maar aan één zijde toegankelijk. De mogelijkheid om de nagel tijdens het klinken tegen te houden, is hier niet aanwezig, waardoor men speciale kliknagels moet toepassen. De klinknagels die hiervoor het eerst werden gebruikt zijn de zogezegde pofnagels. Bij de pofnagels is in de steel een springlading aangebracht. Wanneer door de elektrisch verwarmde snapper de nagel op een bepaalde temperatuur (200°) is gebracht, zal de springstof exploderen, waardoor de sluitkop wordt gevormd. Tegenwoordig maakt men veel gebruik van breekstiftnagels en doortreknagels.

Bij het laatste type blijft er een deel van de breekstift in de nagel achter.

pagina 6 van de 15

document.docx

2. Enkele basis gereedschappen voor “aircraft sheet metal” die wij in de labo’s zullen gebruiken.

2.1.Het ontbraammes.

Na het knippen zijn de randen van een gesneden plaat zeer scherp. Met een eenvoudig hulpmiddel als het ontbraammes kunnen we de scherpe snijkanten van de plaat verwijderen.Dit mes bestaat uit een handvat met een roterend lemmet. We trekken het mes over de rand van de plaat waardoor we de scherpe snijkant verwijderen. Op die manier kunnen we zonder veel gevaar op snijdwonden verder met de platen werken.

2.2.Het boren.

2.2.1. Wat is boren?

Het boren is een verspanende bewerking voor het maken van ronde gaten. We bespreken twee belangrijke types van boormachines

De vast opgestelde boormachine of kolomboormachine

Op een eenvoudige kolomboormachine in het labo kun je verschillende toerentallen instellen. Dit gebeurt door een V –riem te verplaatsen op een andere riemschijf. Zo krijgen we een andere overbrengingsverhouding. Wanneer we in verschillende materialen boren is het van belang dat we over verschillende toerentallen beschikken. Elk materiaal vereist een ander snijsnelheid om optimaal te kunnen boren. (snijselheid = de snelheid waarmee het gereedschap snijdt in het materiaal)

De snijsnelheid bij het boren is gelijk aan

Vc: de snijsnelheid in m/mind : diameter boor in mmn : toerental van de boormachine in tr/min

pagina 7 van de 15

vc=π⋅d⋅n1000

document.docx

Enkel richtwaarden voor het boren:

Materiaal Snijsnelheid Toerental voor diameter (t/min)1 mm 2 mm 3 mm 5 mm 10 mm 15 mm

Laaggelegeerde staalsoorten Rm > 0.85

kN/mm²

12.5 m/min 4000 2000 1300 800 400 260

Aluminium 80 m/min Max Max. Max. 5000 2500 1700

Pneumatische boormachine

In de luchtvaartindustrie wordt er nooit gewerkt met elektrische gereedschappen tijdens de assemblage van vliegtuigen. In de loods kunnen er immers resten van brandstof of andere explosieve producten aanwezig zijn. Van daar maakt men steeds gebruik van pneumatische gereedschappen waardoor er geen kans is op vonken van het gereedschap.

De boor.

De meest voorkomende boren zijn de tweelippige spiraalboren. Deze spiraalboren hebben twee spaangroeven. De meeste spiraalboren zijn gemaakt uit HSS (high speed steel) We onderscheiden bij dit soort boren de volgende delen.

De kop (body)

De schacht (shank)

De boorpunt (heel)

De boren die wij in het labo gebruiken zijn voorzien van een “drill stop”. Dit is een veer die over de boor wordt geschoven. Dit heeft als voordeel dat we de plaat minder beschadigen bij het volledig doorboren. Afhankelijk van de diameter van de boor hebben de “drill stops” een andere kleur.

pagina 8 van de 15

document.docx

Code boor Diameter boor in mm Voor een diameter van de kliknagel

Kleur“drill stop”

# 40 2.49 mm 3/32 zilver#30 3.26 mm 1/8 koper#21 4.04 mm 5/32 zwart#11 4.85 mm 3/16 goud

2.3.De cleco tang en cleco’s.

Cleco’s zijn hulpmiddelen om verschillende plaatonderdelen op elkaar uit te lijnen en voorlopig te bevestigen alvorens de constructie definitief wordt vast geklonken. Een cleco bestaat uit een huls met daarin een veer, een drukstaaf, een uitduwstift en 2 benen. De kleur van de cleco komt overeen met de diameter voor welke de klinknagel bedoeld is. Voor een klinknagel van 3/32 inch plaatst men een aluminiumkleurige cleco.

Voor een diameter van de kliknagel

KleurCleco

3/32 Zilver1/8 Koper

5/32 Zwart3/16 Goud

2.4.De verzinkboor of soevereinboor.

pagina 9 van de 15

document.docx

Daarmee kunnen we gaten die bestemd zijn voor verzonken klinknagels verzinken. Dit betekent dat we de rand van de boring zullen afschuinen zodanig dat de klinknagel er perfect in past. Het oppervlak van de plaat moet perfect vlak blijven na het plaatsen van een verzonken klinknagel. Dit is van groot belang voor de aerodynamische eigenschappen.

pagina 10 van de 15

document.docx

Opmerking: We kunnen de verzinking niet maken met een boor van een grotere diameter vermits de tophoek van een boor 120 ° is en we wensen een afschuining van 100 °

Het is van belang dat we voor elke diameter een andere soevereinstift met de overeenkomstige diameter gebruiken (Zie verdere uitleg in het labo)

2.5.klinkgereedschap

2.5.1. manuele klinkpers

Het klinken met behulp van een klikpers geschiedt als volgt: De bovensnapper is aan een vaste plaats verbonden. De sluitkop wordt hier gevormd doordat de ondersnapper manueel tegen de nagel wordt gedrukt. Daarbij is van belang dat de klikpers loodrecht op de klinknagel staat. Eveneens moet de afstand tussen de twee snappers op voorhand ingesteld worden volgens de gebruikte klinknagel.

klinktang voor blind klinknagels.

Dit is een tang om een speciaal type van kliknagels te plaatsen. Je moet maar aan een zijde van de plaat kunnen om een klinknagel te plaatsen.

2.6.Klinknagelkniptang

Dit is een speciaal ontworpen tang om klinknagels op lengte te knippen afhankelijk van de plaatdikten.

3. Selectie van de juiste klinknagel

3.1.Algemeen

Als we reparaties maken aan een vliegtuig moet het in dezelfde conditie zijn als dat het was voor de breuk of scheur. De gemakkelijkste weg om zeker te zijn dat de reparatie voldoet aan de nodige standaarden is om de zelfde soort klinknagels te gebruiken als de constructeur.

3.2.Bepalen van de lengte en diameter

pagina 11 van de 15

document.docx

Als we een klinknagel kiezen voor een bepaalde reparatie moeten we de schuifkracht laten overeenkomen met de kracht die de klinknagel kan verdragen. Deze twee waarden moeten dicht bij elkaar liggen, maar de verdragende kracht moet iets groter zijn dan de schuifkracht. Dit betekent als de verbinding scheurt, het de klinknagel zal zijn die scheurt in plaats van de plaat die scheurt aan een van de klinkgaten.

Als basisregel die wij zullen toepassen om de lengte van een klinknagels te bepalen respecteren we volgende afmetingen.

Controleren van geplaatste klinknagels kunnen we doen met behulp van een kaliber.

4. Verwijderen van klinknagels

Een geklonken klinknagel die afgekeurd wordt, moet als volgt worden verwijderd.Boor de zetkop weg met een boor van dezelfde diameter als de nagel. Zie A en B in onderstaande figuur.Verwijder met een doorslag het overblijvende zetkopringetje.Tik de nagel met de doorslag voorzichtig uit het gat, zie C. De plaat moet hierbij ondersteund worden.Boor de sluitkop weg op plaatsen waar de zetkop niet weggeboord kan worden. Hierbij moet zorgvuldig gewerkt worden om beschadigingen van het gat en de eventuele verzinkingen te voorkomen. Zie D.Boor klinknagels die in een gedimpelde plaat zitten uit tot aan de sluitkop. Zie E

pagina 12 van de 15

document.docx

Vervang kliknagel per klinknagel indien een hele rij vervangen moet worden.

5. Omvormingstabel “inch naar mm”

1 “ = 25.4 mm

pagina 13 van de 15

document.docx

1. Wat wordt er nu verwacht van jullie

We maken een werkstuk zoals op onderstaande figuur.

In een eerste labsessie wordt er een algemene uitleg gegeven over: De gebruikte gereedschappen Het werkstuk.

Het maken van dit werkstuk zal je op een zelfstandige manier moeten doen. Dit is een leerproces. Het kan dus zijn dat je fouten maakt tijdens het werken. Dit is geen probleem zolang je er uit leert. Belangrijk is dat je op voorhand goed nadenkt hoe je het zult aanpakken. De voorbereiding zal dus ook belangrijk zijn bij de evaluatie.

Tijdens het labo hou je ook per student een opvolgingsmap bij. (plastieken kaftje)

Daarin komen:

Opvolgingsblad (zie bijlage pagina 13) De werktekeningen per onderdeel die je hebt voorbereid om dit stuk te maken.

(een technische tekening bevat alle nodige maten om dit werkstuk te kunnen maken. Dit mag via een computertekening maar het is niet noodzakelijk)

De bewerkingsvolgorde van het onderdeel dat je gemaakt hebt. (=stappenplan) Stuklijst van alle gebruikte onderdelen (klinknagels, “corner nuts”,…) Rekenwijze hoe je de lengte van de gebruikte klinknagels hebt bepaald. Een kritische zelfevaluatie van het resultaat. Stel daarvoor een tabel op met de

verschillende delen die je wilt evalueren.

Per labzitting wordt het opvolgingsblad eenmaal voorgelegd aan de docent. We overlopen dan eventuele problemen en volgen de werkzaamheden op.Op de laatste labzitting wordt het werkstuk geëvalueerd. Je geeft dan ook het opvolgingsblad af.

2. Evaluatie

permanente evaluatie op de activiteit in het labo (1/3) voorbereiding (1/3) opvolgingsmap (1/6) werkstuk (1/6)

pagina 14 van de 15

document.docx

Opvolgingsblad

Naam student:

Klas:

Datum labsessie:

……………………opmerkingen

Handtekening docent

Voorbereiding van de werktekeningen

Voorbereiding van de bewerkingsvolgorde.

Datum labsessie:

……………………opmerkingen

Handtekening docent

Voorbereiding van de werktekeningen

Voorbereiding van de bewerkingsvolgorde.

Evaluatie werkstuk

pagina 15 van de 15