стие в оправке 8 подается жидкость с давлением, обеспечиваю­щим предварительное вспучивание волн гофра.

Второй переход — сжатие волн гофра (см. рис. 8.18, б). Не уменьшая давления внутри заготовки, подают подвижную голов­ку 5 до полного сближения колец. Волны гофра, сжимаясь в осевом направлении до шага Li, поднимаются, заполняя внут­ренние полости, образованные кольцами 4, и заготовка приобре­тает размеры готовой детали 7. По окончании формовки давле­ние формующей жидкости снимается. Кольца 4 удаляются раз- движением в радиальном направлении. Для этого кольца вы­полнены разрезными, в виде двух раздвижных блоков полуко­лец.

8.9. Формовка резиной Сущность и технологическая характеристика процесса

Сжатая в замкнутом пространстве резина ведет себя, как несжимаемая жидкость; формовка резиной является разновид­ностью гидроформовки, при которой функции жидкости выпол­няет резина. Преимущество резины перед жидкостями — боль­шие силы сцепления между частицами, вследствие которых ре­зина по окончании деформации принимает прежнюю форму. Из-за большей вязкости резины оснастка для формовки может быть выполнена без специальных герметизирующих устройств, с большими неплотностями, зазорами и щелями. Это значительно упрощает и удешевляет оснастку (рис. 8.19).

Помещенная в стальной контейнер 1 резина 2, замыкаясь в его пространстве установленной на столе жесткой частью штам­па (матрицей 4 или пуансоном 5), формует деталь 3, выполняя в зависимости от конструкции штампа, функции пуансона (см. рис. 8.19, а), матрицы (см. рис. 8.19, б) или, при реверсивной вытяжке, последовательно того и другого. Затраты на изготов­ление штампа при штамповке резиной очень невелики, так как вместо целого штампа изготавливается только пуансон или мат­рица.

Наряду с преимуществами резина имеет существенные тех­нологические недостатки. При больших степенях деформации она быстро теряет прочность и разрушается, поэтому приходит­ся часто заменять резину. Усилие, необходимое для формовки деталей резиной, должно быть в ряде случаев во много раз больше усилия, требующегося при формовке этой же детали в же­стких штампах. Происходит это потому, что в то время как в ме­таллическом штампе усилия формовки прилагаются лишь на де­формируемых участках заготовки, при формовке резиной давле­ние должно с одинаковой интенсивностью передаваться на все участки площади заготовки (на деформируемые и на недефор- мируемые).

242-

Уменьшения степени деформации резины и мощности приво­да пресса можно, в частности, достигнуть, применяя вместо ре­зиновой подушки резиновую оболочку, заполняемую внутри жидкостью. По такой схеме работают специальные прессы пря­мого действия типа ПШР (см. рис. 8.19, в).

При изготовлении деталей со сложной пространственной кон­фигурацией из листа формовка и штамповка резиной находят

б)

в)

Рис. 8.19. Разновидности про­цессов формообразования де­талей резиной:

а—вытяжка упругим пуансоном по жесткой матрице; б—вытяжка же­стким пуансоном в упругой матри­це; в—формовка резиновой обо­лочкой, заполняемой жидкостью; ./--контейнер; 2—резиновая подуш­ка; 3—формуемая деталь; 4—матри­ца; 5—стол; 6—плита; 7—стессель молота; 8 и 11 пуансон; 9—складко- держатель; 10—ползун пресса

широкое применение. Применение упрощенной оснастки с рези­ной вместо сложных многопереходных металлических вытяжных штампов резко уменьшает затраты на изготовление оснастки и сокращает период подготовки производства.

Формовка резиной применяется, главным образом, для изго­товления деталей внутреннего набора самолета: стенок, перего­родок, диафрагм, панелей, нервюр, жесткостей, коробок, полу­патрубков и охватывает большинство формообразующих опера­ций: гибку-формовку плоских деталей с бортами (типа нервюр), формовку полупатрубков, отбортовку краев отверстий, штампов­ку подсечек и рифтов, неглубокую вытяжку. При небольшой толщине листа-заготовки (для дуралюмина до 1,3 мм) и при невысоких требованиях к чистоте и точности реза с помощью резины можно выполнять и разделительные операции.

По энергетическому признаку формовка резиной имеет две разновидности: а) статическая формовка (операция выполня­ется при малых скоростях ~3 м/с за один ход на гидропрессах)

243-

и б) динамическая формовка (одним или несколькими повторны­ми ударами ползуна на листоштамповочных «падающих» моло­тах, на фрикционных прессах, на пресс-молотах взрывного дей­ствия. Эксцентриковые и кривошинные прессы для этой опера­ции непригодны, так как из-за упругой реакции резины механизм пресса быстро приходит в негодность.

Технология формовки и конструкция штампов

Формовка резиной может выполняться по двум основным схемам: 1) формовка жестким пуансоном по упругой матрице (см. рис. 8.19, б) и 2) формовка упругим пуансоном по жесткой матрице (см. рис. 8.19, а). Для предупреждения складкообразо­вания фланец заготовки может фиксироваться специальным складкодержателем 9 (см. рис. 8.19, б), кольцом, прижимаемым резиновой подушкой, или неподвижной опорой-складкодержателем.

Формовка упругим пуансоном по жесткой матрице (см. рис. 8.19, а). В сварной или литой цилиндрический стальной контей­нер 1 плотно (с натягом 3—5 мм) вставлена резиновая подуш­ка-пуансон 2. Эта часть штампа является универсальной для деталей, габариты заготовок которых не больше внутреннего диа­метра D контейнера. Нижняя часть (матрица 4) имеет цилинд­рическую форму, а рабочая часть ее выполняется по наружному контуру детали. Матрицы можно изготовлять из цинка, сплава АЦ13, чугуна, балинита и других материалов.

При ударе молота резиновый пуансон 2 деформирует заго­товку детали 3, придавая ей форму матрицы. Возникающие си­лы трения между резиной, текущей в углубление матрицы, и фланцем заготовки благоприятствуют процессы вытяжки. Кон­тейнер с универсальным резиновым пуансоном крепится к стес- селю 7 молота шпильками так же, как и жесткие пуансоны. Матрица 4 устанавливается свободно на стол 5 молота и фик­сируется плитой 6, имеющей отверстие, равное внутреннему диа­метру контейнера.

На рис. 8.19 б и в приведен вариант схемы формовки упругой матрицей по жесткому пуансону. Эта схема имеет ряд преимуществ. В частности, она дает очень выгодное распреде­ление напряжений в материале вытягиваемой детали. Наиболее полно эти преимущества использованы на специальных гидрав­лических прессах ПШВР, предназначенных для штамповки- вытяжки резиной. Заготовка укладывается на пуансон 8, ее края ложатся при этом на складкодержатель 9, находящийся перед началом вытяжки на одном уровне с верхней плоскостью пуансона. При ходе пресса ползун 10 с укрепленным на нем кон­тейнером 1, в который запрессована резиновая подушка 2, опус­кается на деталь, фиксируя ее дно на пуансоне 8, а края — на складкодержателе 9. Когда давление резины 2 возрастает до

244-

величины, необходимой для предотвращения образования гоф- ров на фланце детали 3, ползун 10 останавливается. Включает- ся нижний гидроцилиндр пресса, на котором установлен пуан- сон 8. Пуансон, поднимаясь, вытягивает деталь. По мере подъ- ема пуансона вытягиваемые участки детали прижимаются к нему давлением резины. Это уменьшает утонение стенки детали в наиболее опасном месте — в сопряжении стенок с дном — и позволяет на 20-^30% увеличить степень формоизменения де- тали.

Детали, штампуемые в инструментальных штампах за не- сколько переходов, при штамповке резиной можно (в ряде слу- чаев) изготавливать за один переход. Фланец детали в течение всего процесса вытяжки остается зафиксированным на складко- держателе 9 давлением резиновой подушки 2. Чтобы давление резины в подушке не увеличивалось по мере захода в нее пуан- сона, пресс снабжен автоматическим устройством, стабилизирую- щим это давление за счет опускания складкодержателя. Для лучшего прижатия заготовки к пуансону их соприкасающиеся поверхности не смазываются, а боковая поверхность пуансона вдоль образующей не шлифуется.

Оснастка

Жесткие части штампа при формовке резиной изготавливают- ся из балинита, чугуна, вторичных алюминиевых сплавов по контурам детали. Наибольшую сложность представляет правиль- ный выбор размеров универсальной части штампа — контей- нера. По характеру рабочей нагрузки контейнер представляет собой и рассчитывается на прочность как резервуар, рабо- тающий при высоких давлениях (до 1200 кгс/см²), при импульс- ном нагружении этими давлениями. В соответствии с правилами Госгортехнадзора контейнеры должны подвергаться испытаниям на прочность. При высоких давлениях стенки контейнеров со- бираются из стальных колец или рамок, соединяемых сваркой (рис. 8.20, а) или кольцевыми ребрами, входящими в ответные проточки (рис. 8.20, б ив).

Резиновые подушки обычно склеиваются из листов толщиной 30—60 мм. Сорт резины подбирается в зависимости от проекти- руемого процесса формовки. Чем мягче резина, тем большую степень деформации она допускает. Однако с уменьшением твер- дости увеличивается опасность затекания резины под борт де- тали. Хорошие результаты дают комбинированные подушки, у которых основная масса состоит из резины мягкой или средней твердости, а нижняя часть — лист толщиной 40—60 мм из рези- ны повышенной твердости.

При штамповке с подогревом заготовок (в частности, из ти- тановых и магниевых сплавов) на подушку подклеивается тер- мостойкая резина марки 5168. В плане резиновая подушка де-

245-

лается на 2,5—3 мм больше соответствующего размера контей­нера, что обеспечивает необходимый натяг при запрессовывании

подушки в контейнер. Высота подушки Н (см. рис. 8.19, а) бе­рется равной пятикратной высоте h штампуемой детали. При меньших высотах резина быстро изнашивается.

Оборудование

Основным оборудованием, применяемым при штамповке рези­ной, являются специальные гидравлические прессы типа ПШВР для глубокой вытяжки резиной и прессы типа П-307 для фор­мовки резиновой подушкой, заполняемой водой. Большой объем работ по штамповке резиной выполняется также на универсаль­ных гидравлических прессах, листоштамповочных «падающих» молотах и на фрикционных прессах.

Когда производственный участок оснащен универсальными гидравлическими прессами, а приобретение прессов типа ПШВР организационно невозможно или экономически нецелесообразно из-за небольшого объема работ, глубокую вытяжку резиновой матрицей можно реализовать с помощью монтируемой на уни­версальном гидравлическом прессе установки УВШ (рис. 8.21).

Установка добавляет к прессу второй, нижний, гидравличе­ский цилиндр, создающий усилие прижатия фланца вытягивае­мой детали к резиновой подушке- Усилие сохраняется постоян­ным в процессе вытяжки детали. На корпусе 7 установки жест­ко крепится пуансон 3, выполненный по внутренним размерам вытягиваемой детали. Прижимное кольцо-складкодержатель 4 фиксируется на опорных колонках 5. Колонки закреплены на плунжере 6 гидроцилиндра установки. Усилие зажатия фланца детали между резиновой подушкой 2 контейнера 1 и складкодержателем 4 регулируется с помощью редукционного клапана гидросистемы в зависимости от требований технологического процесса.

246