- •Глава 1
- •Основные сведения по технологии производства в заготовительных цехах самолетостроительных заводов
- •1.1. Понятие о технологии, технологическом процессе и его элементах
- •1.2. Типы производства
- •1.3. Объем и значение заготовительно-штамповочных работ
- •Глава 2
- •Методы и средства обеспечения взаимозаменяемости в самолетостроении
- •2.1. Конструктивные и технологические особенности самолетов
- •2.2. Взаимозаменяемость при изготовлении каркаса и обшивки самолета
- •2.3. Плазово-шаблонный метод
- •2.4. Конструкция и изготовление плазов
- •Плаз-кондуктор и его применение для разметки координатной сетки и сверления отверстий
- •Разметка линий координатной сетки на разметочном столе
- •2.5. Разбивка плазов
- •Выбор системы прямоугольных координат для агрегатов самолета!
- •Расчет и построение теоретических обводов агрегатов двойной кривизны
- •Графический метод батоксов, горизонталей и шпангоутов
- •2.6. Шаблоны Классификация, окраска, назначение
- •Формулы расчета поправок на координаты контура шаблона шкк при построении по нему контуров других шаблонов
- •2.7. Макетно-эталонный метод
- •2.8. Взаимная увязка технологической оснастки
- •Метод координатно-аналитической увязки поверхностей агрегатов самолета двойной кривизны
- •2.9. Математическое задание обводов фюзеляжа
- •Глава 3
- •Глава 4
- •Изготовление плоских заготовок и деталей самолета из листа
- •4.1. Общая характеристика
- •4.2. Классификация по технологическому признаку
- •4.3. Системы раскроя
- •4.4. Раскрой деталей первой технологической группы
- •Раскрой на ножницах
- •Раскрой деталей с прямолинейными контурами на фрезерных станках.
- •4.5. Раскрой деталей второй технологической группы Обзор методов раскроя
- •Раскрой фрезерованием
- •Криволинейный раскрой на вибрационных и дисковых (роликовых) ножницах.
- •Особенности криволинейного раскроя деталей из титана и высокопрочных сталей
- •4.6. Размерное контурное травление
- •Технология травления
- •4.7. Раскрой деталей / третьей технологической группы Вырубка в штампах. Сущность процесса
- •Определение усилий вырубки, съема и проталкивания
- •Глава 5
- •Изготовление деталей самолета гибкой из листа
- •5.1. Классификация деталей по технологическому признаку
- •5.3. Пружинение при изгибе
- •5.4. Особенности пластической гибки листов из нержавеющих сталей и титановых сплавов
- •5.5. Определение усилия гибки в штампах
- •5.6. /Точность гибки в штампах
- •5.7. Технология гибочных работ Гибка деталей первой технологической группы
- •Гибка деталей третьей технологической группы (типа профилей из листа)
- •Глава 6
- •Изготовление деталей самолета вытяжкой в штампах и ротационной обработкой давлением
- •6.1. Область применения и схема процесса вытяжки
- •6.2. Деформации и напряжения
- •6.3. Определение формы и размеров заготовки и числа переходов
- •6.4. Радиусы округлений пуансона и матрицы
- •6.5. Зазор между пуансоном и матрицей
- •6.7. Скорость вытяжки
- •6.8. Разновидности схем вытяжной штамповки
- •Конусные матрицы и дополнительные складкодержатели
- •Реверсивная вытяжка (вытяжка с выворачиванием)
- •6.9. Конструкции вытяжных штампов Классификация вытяжных штампов
- •6.10. Оборудование для вытяжных работ
- •6.11. Токарно-давильные работы Область применения и схема процесса
- •Глава 7
- •Изготовление деталей самолета на листоштамповочных (падающих) молотах
- •7.1. Технологическая характеристика процесса
- •7.2. Листоштамповочные падающие молоты
- •7.3. Технология штамповки
- •7.4. Особенности штамповки деталей из титана и магниевых сплавов
- •7.5. Изготовление штампов
- •7.6. Установка штампов на молот
- •Глава 8
- •Высокоэнергетические и специальные методы формовки деталей самолета из листа и труб
- •8.1. Область применения и технологические особенности высокоэнергетических методов формообразования
- •8.2. Штамповка взрывом бвв Схема и сущность процесса
- •8.3. Штамповка взрывом (горохов
- •Формовка на пресс-пушках и пресс-молотах взрывного действия
- •8.4. Штамповка взрывчатыми газовыми смесями
- •8.5. Штамповка с помощью электрогидравлического эффекта (электрогидравлическая штамповка)
- •Область применения
- •8.7. Вибрационная штамповка
- •8.8. Статическая штамповка жидкостью (гидроштамповка) Сущность и технологическая характеристика процесса
- •Типовые конструкции установок для гидроштамповки
- •8.9. Формовка резиной Сущность и технологическая характеристика процесса
- •8.10. Формовка разжимными пуансонами (кольцевая обтяжка) Сущность и область применения процесса
- •Глава 9
- •Доводочные и вспомогательные работы по изготовлению деталей из листа
- •9.1. Содержание и характеристика доводочных и вспомогательных работ
- •9.2. Выколотка Сущность и технологическая характеристика операций
- •Глава 10
- •Изготовление обшивок самолетов
- •10.1. Классификация обшивок по технологическим признакам
- •10.2. Изготовление обшивок одинарной кривизны (первая технологическая группа)
- •10.3. Изготовление монолитных обшивок Операция типового технологического процесса
- •10.4. Изготовление обшивок двойной кривизны
- •Состав жароупорного бетона
- •Глава 11
- •Изготовление деталей самолета из профилей
- •11.1. Технологическая характеристика и операции типового технологического процесса
- •11.2. Отрезка профилей по длине
- •11.3. Зачистка заусенцев
- •11.4. Клеймение
- •11.5. Правка (рихтовка)
- •11.6. Обрезка скосов, фасонная торцовка и обрезка полок по ширине
- •11J. Мал ковка
- •11.8. Подсечка
- •11.9. Гибка профилей Технологические особенности процесса
- •Гибка прокаткой в роликах
- •Гибка методом ротационного обжатия (раскатки) и ударным раздавливанием полок
- •11.10. Пробивка и сверление отверстий в деталях из профилей
- •11.11. Контроль деталей из профилей
- •Изготовление деталей самолета из труб
- •42.1. Технологическая характеристика и операции типового технологического процесса
- •12.2. Отрезка
- •12.3. Косая и фасонная обрезка концов
- •12.4. Вырезка отверстий в стенках
- •12.5. Заделка концов
- •12.6. Гибка
- •Гибка в ручных трубогибочных приспособлениях
- •13.1. Горячая штамповка Технологическая характеристика процесса
- •Глава 13
- •Изготовление деталей самолета горячей и холодной объемной штамповкой
- •13.2. Проектирование деталей, получаемых горячей штамповкой Оформление чертежей поковок
- •Допуски и припуски на размеры деталей, получаемых горячей штамповкой
- •Штампованно-сварные детали
- •13.3. Холодная объемная штамповка Технологическая характеристика процесса
- •13.4. Холодное объемное гидростатическое прессование
- •Глава 14
- •Изготовление деталей самолета из неметаллических материалов
- •14.1. Изготовление деталей, отсеков и агрегатов из армированных пластмасс
- •А, б, в, г—последовательность операций; /_Пуансон; 2—матрица; 3—внутренняя обшивка; 4— внешняя обшивка; 5—сотовый заполнитель; 6—резиновый чехол
- •14.2. Изготовление деталей из стеклопластиков намоткой
- •14.3. Раскрой деталей из неметаллических листовых материалов Выбор способа раскроя
- •Вырезка в штампах
- •14.4. Пластическое формообразование деталей из листовых неметаллических материалов Гибка
- •Глава 15
- •Проектирование технологических процессов и оснастки для заготовительных цехов самолетостроительных заводов
- •15.1. Технологическая подготовка производства
- •15.2. Исходные данные для разработки технологических процессов
- •15.3. Проектирование технологических процессов
- •15.4. Типизация технологических процессов
- •F s.5. Технологическая оснастка заготовительно-штамповочных цехов и ее проектирование
- •Глава 12. Изготовление деталей самолета из труб . . . . . . . 35s
- •Глава 13. Изготовление деталей самолета горячей и холодной объемной штамповкой . . . . 37&
ремещающего
гнездо
11 нижнего пуансона
вместе с пуансоном, фиксированным в
его пазах
А. Для коротких подсечек
упор
2 имеет откидную планку
3. При подъеме верхней части штампа
клинья
9 возвращаются пружинами
в исходное положение.
В
большинстве случаев в конструкциях
самолетов размеры подсечек назначаются
по нормалям, что позволяет обеспечить
весь объем работ по самолету небольшим
числом штампов. Если деталь гнется в
штампе, то подсечка совмещается с
гибкой. При необходимости получения
подсечек с повышенной точностью, в
частности на стрингерах и гофре из
тонколистового материала, вместо
универсальных штампов применяют
специальные.
Гибка
— наиболее сложная и трудоемкая операция
технологического процесса изготовления
деталей из профилей. Трудности,
возникающие при гибке профилей,
объясняются двумя их особенностями:
1) наличием вертикальных полок, предельно
нагружаемых и деформируемых из-за
значительных расстояний от нейтральной
оси изгибаемого сечения. Предохранение
этих полок от потери устойчивости —
одна из основных трудностей процесса;
2) несовпадением плоскости изгиба с
главными осями инерции сечения, что
вызывает косой изгиб и связанное с ним
закручивание изогнутой детали.
Решение
этих двух задач достигается выбором
метода гибки, наиболее подходящего для
заданного сечения и формы детали. Из
существующих методов гибки профилей
наибольшее применение находят:
гибка-прокатка в роликах, гибка с
растяжением, гибка проталкиванием
через фильеры, гибка в штампах, гибка
раскаткой. Хороший эффект дает сочетание
этих методов с нагревом заготовки.
При нагреве токами высокой частоты
тонкостенных профилей незамкнутых
сечений (уголков, шеллеров и др.) возможно
создание узкой зоны нагрева, позволяющей
подучить изгиб без вредных искажений
и потери устойчивости.
Гибка
прокаткой в роликах — наиболее
распространенный способ гибки профилей.
Ролики, особенно сборные, представляют
собой в значительной степени универсальный
инструмент. Изменяя их взаимное
расположение, можно получать детали
самой различной кривизны, а изменяя
набор деталей, из которых собирается
ролик, прокатывать профили различных
сечений. Роликовые профилегибочные
станки могут работать по схемам:
трехроликовой симметричной (рис. 11.15,
а), трехроликовой несимметричной
(см. рис. 11.15, б и в) и четырехроликовой
(см. рис. 11.15, г).
'33411.9. Гибка профилей Технологические особенности процесса
Гибка прокаткой в роликах
При
гибке по симметричной трехроликовой
схеме сечение изгибаемого профиля в
месте наибольших деформаций — под
средним роликом — остается незафиксированным
и вертикальная полка легко теряет
устойчивость. По такой схеме работают
?старые модели роликовых станков и в
настоящее время они снимаются с
оборудования.
Рис.
ll.ilS.
Схемы гибки прокаткой в роликах:
а—трехроликовая
симметричная схема; б и в—трехроликовая
несимметричная; г—четырехроликовая
Рис.
11. 16. Трехроликовый станок ПГ-б:
а,
б, в—схема
гибки на станке;
г—общий
вид станка; /—верхний ролик;
2
и 3—нижние ролики
Примером
станка, работающего по несимметричной
трехроликовой схеме, может служить
станок ПГ-6 (рис. 11.16). Все три ролика
станка приводные. Ось верхнего ролика
1 имеет постоянное, стабильное
положение. Оси нижних роликов
2 и
3 могут при настройке
перемещаться в горизонтальном и в
вертикальном направлениях.
Из
рис. И—16,
а видно, что ролик
2 работает как ведущий,
ролик 3 как гибочный и наоборот функции
гибочного выполняет ролик 2, а ведущего
— ролик 3 (см. рис. 11.16, б).
Для
гибки тяжелых профилей из стали и легких
сплавов отечественная промышленность
выпускает трехроликовый профи- легибочный
станок с дополнительной (опорной)
роликовой головкой ПГ-5А, кинематическую
схему которого см. на рис. 11.17. Конструкцией
станка предусмотрена возможность гибки
профилей полкой наружу и внутрь.
Гибка выполняется как по симметричной,
так и по несимметричной схемам, что
позволяет, в ряде случаев, избежать
прямых незагнутых участков на концах
де
'335
тали
или максимально их уменьшить. Головка
с дополнительным роликом У У,
фиксирующим полку детали
16 в наиболее опасном
для потери устойчивости месте, позволяет
гнуть профили со сложным сечением.
Для удобства гибки крупногабаритных
деталей оси роликов
9 расположены вертикально,
благодаря
Рис.
11.17. Кинематическая схема станка ПГ-5А:
I—карданный
вал;
2—дифференциал;
3—электродвигатель;
4—гидроцилиндр;
5—электродвигатель;
6—каретка;
7—ходовой винт; 5—суппорт;
9—гибочный
ролик;
10—редуктор;
//—дополнительный ролик;
12—центральный
ролик;
13—редуктор;
14—цепная
передача;
15—гидроцилиндр
головки;
16—изгибаемый
профиль
чему
изгибаемая деталь
16
в процессе гибки находится в
вертикальном положении, скользя по
плите, столу или рольгангам.
Закрутка
изгибаемого профиля предупреждается
упорными роликами, смонтированными на
передней стенке станины. Положение
этих роликов по высоте регулируется
при настройке станка.
Упорные ролики совместно со средним
роликом и рольгангом
станка создают гибочные усилия в
вертикальной плоскости. Таким
образом, деталь изгибается одновременно
в двух плоскостях
— горизонтальной и вертикальной.
Взаимное
расположение и перемещение механизмов
станка видны
на схеме. Гибочные ролики
9 получают вращение от
электро-
'336
двигателя
3 через дифференциал 2, карданные валы
1 и червячные редукторы
10, находящиеся на суппортах
гибочных роликов. Червячный редуктор
центрального ролика
12 крепится на торцовой
стороне станины. Вращение от него на
центральный ролик
12 передается цепной
передачей
14. Гибочные ролики 9
закреплены на суппортах
8, передвигающихся по
направляющим кареток
6. Каретки, в свою очередь,
перемещаются по направляющим станины
станка электродвигателями
5 (настроечное движение).
Гибочные
ролики
9 имеют два установочных
движения: 1) сближение между собой —
перемещением кареток с помощью ходовых
винтов 7; 2) сближение с центральным
роликом
12 — перемещением суппортов
8 относительно кареток
6 с помощью гидроцилиндров
4. Оба движения осуществляются
с пульта управления. Величина
перемещения суппортов гидроцилиндрами
4 устанавливается с помощью
гидравлических упоров. Установка упоров
контролируется по шкале, находящейся
на пульте управления. Движение
кареток
6 независимое. Это
позволяет устанавливать гибочные
ролики в любое положение относительно
центрального ролика — как симметрично,
так и несимметрично. Четвертый свободно
вращающийся ролик
11, предназначенный для
дополнительной фиксации детали при
гибке сложных профилей, имеет три
установочных движения: горизонтальное
и вертикальное (прямолинейные) и
вращательное — вокруг горизонтальной
оси. Механизм дополнительного ролика
смонтирован на специальной головке.
Операция
гибки на станке осуществляется в
следующем порядке. Устанавливаются
каретки
6 и гидравлические упоры
суппортов
8 гибочных роликов
9 и суппорот дополнительного
ролика
11 в соответствие с сечением
и требуемым радиусом гибки детали.
Устанавливается заготовка и включаются
гидроцилиндры гибочных и дополнительных
роликов. Включается вращение роликов.
Во избежание проскальзывания роликов
по заготовке масло с ее поверхности
удаляется протиркой. В отдельных
случаях поверхность детали натирается
канифолью.
Недостаток
станка ПГ-5М, свойственный всем
трехроликовым станкам,— прямые участки
на концах заготовки, поэтому требуются
технологические припуски, обрезаемые
после гибки. При этом операция разбивается
на три: а) предварительную гиб- ку; б)
обрезку концов; в) окончательную гибку.
В
четырехроликовых станках заготовка в
процессе гибки перемещается двумя
приводными ведущими роликами
3 к 4 (рис. 11.18). Гибочные
ролики 7, свободно вращающиеся на своих
осях, перемещаются в горизонтальном
направлении ходовыми винтами с ручным
приводом от маховичков
6. В вертикальном
направлении ролики 7 перемещаются
гидроцилиндром
2. Станок ПГ-3 средней
мощности (см. табл. 11.2) предназначен для
гибки
'337
дуралюминовых
профилей. Для настройки станка на гибку
детали маховичком
8 устанавливаются упоры
9 в соответствии с толщиной
полки детали, зажимаемой между роликами
3 и
4. Перемещение упоров
9 осуществляется по
кинематической цепи: маховичок
8 — конические зубчатки
2 = 30, цилиндрические зубчатки
z=48
— ходовые винты упоров
9.
Рис.
11.118. Четырехроликовый станок ПГ-3:
1
и
2—гидроцилиндры;
3
и
4—ведущие
ролики; 5—электродвигатель;
6, 8, 10—маховичок;
7—гибочный ролик;
9
и
11—упоры
После
установки каждая новая деталь зажимается
в роли- ках
3 и
4 включением гидроцилиндра
1, поднимающего при этом
ролик 3 на высоту, ограничиваемую упорами
Р. Гибочные ролики 7 устанавливаются
в горизонтальном направлении вращением
ручных маховичков
6. Вертикальное положение
роликов
7 устанавливается с помощью
ручного маховичка
10. Маховичок соединен с
упорами
и
кинематической
цепью: маховичок
10 — ходовой винт
£=8 — гайка правого упора И — две пары
конических зубчаток £=30 — ходовой
винт 8 — гайка левого упора.
При
съеме очередной изгибаемой детали
включением гидроцилиндра
2 ролики 7 опускаются, а
после установки новой заготовки
включением гидроцилиндра
2 поднимаются в рабочее
положение, определяемое упорами
11. Ролики
3 и
4 имеют реверсивное
вращение, что позволяет подавать
изгибаемую деталь
в
обе стороны.
'338
Более
мощный (см. табл.
11.2) станок ПГ-4 (см. схему
рис.
11.15,
г) предназначен для
гибки стальных и тяжелых дуралю-
миновых
профилей. Он отличается от ПГ-3 не
только большей
мощностью, но и
независимым управлением правым и
левым ги-
бочными роликами, имеющими
специальные гидроцилиндры
подъема.
Оставшийся прямым при прокатке в
одну сторону ко-
нец заготовки
изгибается при прокатке в противоположном
на-
правлении.
Для
гибки профилей со сложными сечениями
на станке уста-
навливается головка
с дополнительным роликом,
фиксирующим
Профиль на участке
наибольшей деформации. Профиль
ролика
Выполняется по соответствующему
сечению изгибаемой детали.
Количество
переходов при гибке прокаткой и
положение ги-
бочных роликов
определяются опытным путем. При
прокатке
каждой очередной детали
может потребоваться корректировка
этих
величин в зависимости от отклонений
по размерам сечения
я по
физико-механическим свойствам. В
начале операции после
нескольких
проходов, а к концу операции после
каждого прохода
деталь замеряется
по шаблону (ШГ, ШКС и др.).
Наибольшую
сложность представляет гибка профилей
с не-
симметричными сечениями, при
которых возникают значительл
ные
деформации закрутки в направлении
наименьшего сопро-
тивления
профиля изгибу. Эта закрутка доходит
до 15°. Дово-
дочные
работы по правке профилей после
гибки, выполняемые в
большинстве
случаев вручную, составляют до 75%
общей трудо-
емкости гибочных
работ. Основная причина закрутки —
несов-
падение направления гибки
с главными осями инерции
сечения,
вызывающее косой изгиб.
Только изгиб в направлении главной
оси
инерции сечения с наименьшим моментом
сопротивления не
сопровождается
закруткой.
Таблица
11.2
i
Техническая
характеристика роликовых профилегибочных
станков J Параметры |
ПГ-2М |
пг-з |
ПГ-4 |
ПГ-6 |
Наибольшее усилие гидроцилиндра гибочного ролика, тс Наименьший радиус Изгиба, мм |
8,5 90 |
12 '250 |
12 100 |
75 250 |
Наибольшие размеры изгибаемого профиля, мм: высота ширина |
50' 120 |
100 140 |
80 150 |
120 260 |
339
Деформации
закрутки профилей с несимметричными
сечениями при гибке в роликах могут
быть снижены или устранены двумя
способами: 1) приведением сечений к
симметричным (прессование симметричных
заготовок с разрезкой их на две детали
после гибки; 2) изгибом в двух плоскостях.
Наиболее
эффективным методом устранения закрутки
является нагрев детали в процессе
гибки в зоне ее деформирования до
температуры разупрочнения. Пример
гибки в сборных роли-
Рис.
11. 19. Схема гибки несимметричного
Z-образного
профиля: 1
и
4—ролики;
2, 3,
5—кольца
ках
с приведением Z-образного
несимметричного профиля к П- образному
симметричному дан на рис. 11.19. Сборные
ролики используются не только для
гибки, но и для разрезки согнутой детали
по оси симметрии. Внутри ролика
1 имеется кольцо
2, выполняющее функции
ножа матрицы при разрезке. При гибке
оно не снимается, выполняя функции
прокладки. В ролик
4 при операции разрезки
закладывается кольцо-нож 3. Во время
операции гибки оно заменяется
кольцом-прокладкой
5, наружный диаметр которого
равен диаметру ролика
4.
Швеллерные
профили для устранения закрутки также
изгибаются одновременно по два с
расположением внутрь полками (рис.
11.20). Верхний ролик 1 снабжается ребордами,
фиксирующими боковые стенки деталей
2, а внутрь профилей
закладывается заполнитель 3 в виде
бобышек из капролона, соединенных
тросом 6. Для предупреждения продавливания
полок изгибаемых деталей в щели
между бобышками на внутреннюю поверхность
растянутых полок со стороны ролика
укладывается металлическая лента
4 толщиной 1,5—2 мм.
Один
из способов устранения закрутки
несимметричных профилей — гибка за
две операции в двух плоскостях. За
первую операцию деталь изгибается в
плоскости, перпендикулярной заданной.
Кривизна в этой вспомогательной
плоскости определя
'340
ется
опытным путем. Затем деталь изгибается
в направлении* главной оси инерции
сечения с наименьшим моментом
сопротивления. Поскольку гибка в
этой плоскости не сопровождается
закруткой, после второй операции профиль
побочной деформации закрутки не
имеет. Суммарная кривизна детали
получается как сумма деформаций на
первой и второй операциях.
Рис.
11.20. Схема ,гибки швеллеров:
1—верхний
ролик;
2—заготовки;
3—заполнитель;
4— лента;
5—нижний ролик; 6—трос
Рис.
,11.21. Типовая конструкция сборного ролика:
/—втулка;
2—кольцо; 3— прокладка;
4—кольцо;
5—
гайка;
6—контргайка; 7—
шпонка
Из-за
неточности выбора кривизны во
вспомогательной плоскости и неточности
определения положения главной оси
инерции сечения образуются закрутки,
переменные по длине детали.
Оснасткой
для гибки на роликовых станках служат
ролики, имеющие контур сечения изгибаемого
профиля. Для сохранения устойчивости
полки профиля должны в процессе гибки
фиксироваться канавками и бортами
роликов. Зазор между полкой и фиксирующими
ее бортами ролика должен быть минимальным..
Величиной этого зазора определяется
высота гофра, образующегося на полках
детали при потере устойчивости. Практикой
установлено, что оптимальная величина
зазора между полкой профиля и бортами
ролика равна 0,1—0,2 мм. Однако эта
величина у роликов, выточенных из
одного куска металла, не может быть
выдержана, так как разница между верхним
и нижним допусками по толщине полок
профилей может доходить до 0,8 мм.
Зазор
0,1—0,2 мм может быть выдержан при гибке
в сборных роликах (рис. 11.21), где ширина
канавки регулируется толщиной прокладки
3, устанавливаемой для каждой новой
партии заготовок, У деталей из одной
партии заготовок отклонения по толщине
полок укладываются в этот зазор. Для
каждой пар
'341
тии
прокладки могут быть выточены в
соответствии с ее отклонениями.
Сборный ролик состоит из втулки 1, на
которой гайкой 5 стянуты посаженные
на шпонке 7 кольца
2 и
4 и прокладка 3.
Гибка
с растяжением
Технологический
процесс гибки профилей прокаткой в
роликах имеет ряд недостатков:
операция трудоемка и состоит из -большого
числа проходов, включающих замеры
детали. Профили при прокатке
закручиваются и замалковываются. Этих
недо-
а—общий
вид станка; б—растяжение; в—гибка;
г—схема обтягивания; 1—заготовка;
2—пуансон;
3—стол; гибочный цилиндр; патрон;
растяжной цилиндр
статков
не имеет процесс гибки с растяжением.
Гибка профилей с растяжением — операция,
аналогичная обтяжке с растяжением
обшивок двойной кривизны (см. гл. 10).
Заготовка
1 (рис. 11.22, б), зажатая в патронах станка,
сначала растягивается до состояния
пластичности растяжными гидроцилиндрами
6
(см. рис. 11.22, а), а затем, оставаясь
в
растянутом состоянии, обтягивается
с помощью гибочного гидроци
'342
линдра
4 по пуансону
2, закрепленному на столе
3 станка (см,, рис. 11.22,
в). Наилучшие результаты
можно получить в том- случае, когда
усилия растяжения выше предела упругих
деформаций по всему сечению профиля.
После
окончания процесса деталь только
несколько укоротится, сохраняя
полученную кривизну. Однако это не
всегда возможно. При большой высоте
полки разница в деформациях внешних
и внутренних участков может быть
настолько велика, чтов^ то время, как
на внутренних участках напряжение
будет находиться в границах упругости,
на наружных участках начнется разрушение.
В этих случаях приходится ограничиваться
таким растяжением, при котором напряжения
на внешних участках сечения не
доходят до значений разрушающих. При
этом точность детали достигается
вторичной обтяжкой-калиброванием.
Разница в напряжениях на наружных
и внутренних участках полки: характеризуется
относительным радиусом кривизны
q,
равным отношению радиуса Rд
кривизны детали к высоте hn
полки на изгибаемом участке р = Rд/hп
(см. рис. 11.22, в). Чем больше тем меньше
разница в напряжениях.
Гибка
с растяжением возможна при значении
относительного радиуса гибки
q:
Гибка
дуралюминовых профилей производится
при свежезакаленном или отожженном
состоянии заготовки. При небольшой
жесткости и больших значениях
относительного радиуса кривизны
гибка выполняется за один переход. В
этом случае операции располагают в
такой последовательности: 1) закалка;
2) предварительная обтяжка; 3) гибка; 4)
калибровка.
Детали
из жестких профилей, а также детали с
малыми относительными радиусами
гнут за два перехода с промежуточной
термической обработкой. Операции
выполняют в такой последовательности
(если пуансон выполнен без учета
пружинения детали): 1) отжиг заготовки;
2) предварительная обтяжка: 3) гибка;
4) закалка; 5) калибровка растяжением.
Вместо
двухпереходной гибки можно применять
однопере- ходную, но в этом случае
пуансон должен быть изготовлен с учетом
пружинения детали. Перед гибкой
заготовка, зажатая в патроны растяжных
цйлиндров, предварительно растягивается
r
пределах 1% ее
длины. Считая, что материал заготовки
при растяжении перед гибкой должен
быть доведен до состояния текучести,
усилие предварительного растяжения
Рпр можно приближенно определить
по формуле
Рпр
= Fσ0,2 где
F
— площадь поперечного сечения
детали, мм2; ао,2 — предел текучести
при растяжении, кгс/мм2.
343
Если
гибка ведется за один переход, то после
огибания детали по пуансону ей
сообщается дополнительное растяжение
(калибровка), которое на участках,
расположенных непосредственно около
зажимных патронов, должно составлять
в зависимости от угла .изгиба детали
2—7% (чем больше угол изгиба, тем большую
величину должно иметь удлинение).
Величина удлинения при калибровке
(определяется опытным путем на первых
деталях) не должна превышать 8%. После
калибровки деталь должна полностью
прилегать к пуансону. Усилие калибровки
Рк
можно приближенно определить по формуле
Рк=
= 0,9FaB,
где
F
— площадь поперечного сечения детали,
мм2; <тв — предел прочности,
кгс/мм2. Если деталь гнется
горизонтально (т. е. лежащей в плоскости
изгиба полкой внутрь), то для предотвращения
складок полка зажимается между рабочей
частью пуансона и основанием. Удельное
давление прижима 3 кг/см2. Длину
заготовки L3 при
гибке профилей с растяжением определяют
по формуле L3=0,99(LA+2a),
где —длина детали, мм; а — припуск
на зажатие заготовки в патроне станка
(около 50 мм); 0,99 — практически установленный
коэффициент, учитывающий удлинение
при предварительном растяжении, гибке
и калибровке.
Титановые
профили, полученные гибкой из листа,
гнутся на роликовых станках прокаткой
в холодном состоянии или гибкой с
растяжением, также без подогрева за
две или более операций с промежуточным
отжигом. В качестве смазки применяется
молибденит.
При
гибке с растяжением профилей из титановых
сплавов, бериллия и высокопрочных
сталей мощность имеющихся профи-
легибочных станков, рассчитанных на
гибку деталей из алюминиевых сплавов,
оказывается недостаточной, а ручные
операции последующей доводки деталей
— очень трудоемкими.
Применение
обтяжки с электроконтактным нагревом
заготовки решило эту проблему. Через
зажатую в патронах станка изгибаемую
деталь пропускается электрический
ток, разогревающий ее до температуры
потери пружинения. При изготовлении
этим способом деталей из дуралюмина
трудоемкость ручных доводочных
работ значительно (почти вдвое) снижается.
Установки для нагрева заготовки при
гибке с растяжением работают при
напряжении 15—30 В. При помощи установки
540 ква температура заготовки может
быть поднята до 700—1100° С. Оптимальные
температуры обтягивания профилей из
Д16М — 250—450°С. Время нагрева — 8—20 с.
Усилие растяжения заготовки при нагреве
снижается в зависимости от материала
детали от 2 до 5 раз.
При
обтягивании по балинитовым пуансонам
температура нагрева не должна превышать
250° С. При более высоких температурах
пуансоны изготавливаются из других
более термостойких и электроизолирующих
материалов, в частности, из ас-
'344
боцементных
электротехнических плит, сохраняющих
исходные свойства до 580° С.
Катаные
и прессованные профили из титана гнутся
на про- филегибочных растяжных станках
на стальных обтяжных пуансонах. С
помощью сегментных электронагревателей,
подкладываемых под пуансоны, температура
пуансонов повышается до 200° С.
Прессованные
профили из титановых сплавов гнутся
по следующей технологии: 1) гибка с
растяжением на стальном обтяжном
пуансоне, нагретом до 200° С и имеющем
кривизну большую чем кривизна детали;
2) промежуточный отжиг при 540° С в течение
30 мин; 3) повторная обтяжка по пуансону,
имеющему контур готовой детали. Если
деталь, полученная таким способом,. не
укладывается в допуск, ее после отжига
в печи калибруют в нагретом состоянии
в приспособлении для правки. Отжиг,
снижающий внутренние напряжения,
можно выполнять в этом же приспособлении.
При
гибке профилей из алюминиевых сплавов
обтяжные пуансоны изготавливаются
из баллинита или дельта-древесины.
Пуансон (рис. 11.23,
а) состоит из трех основных
частей: рабочей части
1, основания
2 и прокладки 3. Для установки
и крепления на столе станка в пуансоне
имеются два отверстия
Д под упорные колонки и
одно отверстие Е, расположенные на оси
симметрии, для прохода штока нижнего
прижимного цилиндра. Отверстия под
опорные колонки размещаются таким
образом, чтобы ось симметрии пуансона
совпадала с осью станка, а вершина
пуансона касалась оси, проходящей через
растяжные цилиндры. Пуансон
предназначен для гибки Г-образного
профиля полкой внутрь.
Контур
пуансона выполняется по шаблону детали
с учетом пружинения, которое определяют
соответствующей корректировкой
радиусом кривизны по формуле где
Ru—радиус
кривизны пуансона; 7?д — радиус
кривизны детали;
k
— коэффициент, зависящий от
механических свойств, состояния
материала заготовки и величины
радиуса кривизны участка.
Одновременно
необходимо учитывать упругое сокращение
детали после разгрузки от растягивающих
усилий. Из-за неравномерного
распределения напряжений по высоте
поперечного сечения и сокращения
длины после снятия растягивающих усилий
деталь обычно имеет отклонения от
контура пуансона. Величина отклонения
зависит от целого ряда факторов, из
которых основные — величина
относительных радиусов
q
изгибаемых участков, форма детали
и количество переходов.
На
рис. 11.23, г приведена схема упругих
деформаций детали после снятия
деформирующей нагрузки. Длины, углы и
радиусы отдельных участков пуансона
обозначены Lm
аш /?п. Соответствующие
размеры детали после снятия нагрузок
ад,
'345
Как
видно из схемы, прямолинейные участки
на концах
детали
снятия нагрузки укорачиваются и
поворачиваются на
некоторые
углы. Радиусы криволинейных участков
увеличиваются (Яд>Яп), дуги (участки
2 и 3) укорачиваются,
вследствие чего внутренние центральные
углы уменьшаются.
При
двухпереходной гибке точность выше,
чем при однопе- реходной. Экспериментально
установлено, что при однопе- реходной
гибке для деталей типа стрингеров с
относительным радиусом R^
100 отклонения доходят до 0,5 мм. При
криволинейных участках на концах
детали отклонение составляет 2— 5
мм, а при прямолинейных — увеличивается
до 10—20 мм. Длина Lu
рабочего участка пуансона (прямолинейного
и криволинейного) с учетом упругого
сокращения берется равной
Таблица
11.3 |
ПГР-6 |
ПГР-7 |
ПГР-8 |
Наибольшее усилие растяжения, кгс |
9000 |
25000 |
60000 |
Наибольшая длина заготовки, мм |
5500 |
6000 |
9000 |
Наименьшая длина заготовки, мм |
— |
1000 |
2000 |
Наибольшая стрела обратной вогнутости, мм |
— |
500 |
— |
Наибольший угол поворота Гибочного рычага, град |
90 |
90 |
90 |
Конструктивно
однотипные, эти станки отличаются по
мощ-
ности. Средний по мощности ПГР-7
имеет в отличие от ПГР-6 и
ПГР-8
установку для гибки деталей знакопеременной
кривизны.
'347
где
— длина участка после снятия растягивающего
усилия; Y — коэффициент
упругого сокращения (берется по
таблицам). Для свежезакаленного
дуралюмина Д16 y=0,004.
Для
возможности корректировки радиуса
кривизны в соответствии
с
углом
пружинения детали
вместо балинитовых пуансонов
постоянной
кривизны
применяют различные конструкции сборных
металлических
пуансонов. Криволинейная рабочая
поверхность на пуансоне набирается
из отдельных секторов, которые можно
расположить по любому криволинейному
контуру. Профилегибочные растяжные
станки отечественных моделей ПГР-6 (см.
рис.
11.22), ПГР-7 и ПГР-8 имеют следующую
характеристику (табл. 11.3):
Гибка
проталкиванием в фильер
При
этом способе прямолинейный профиль-заготовка
? (рис. 11.24,
а) получает требуемую
кривизну путем проталкивания с помощью
гидравлического устройства в гибочный
ручей фильера 8.
Ручей имеет поперечное сечение,
соответствующее форме и размерам
сечения изгибаемого профиля и кривизну
оси, соот-
?
Рис.
11.24. Гибка проталкиванием в фильер:
а—схема
гибки проталкиванием в фильер; б—пресс
ППФ-lj
i—фильерный
патрон;
2—зажимной
патрон; 3—гидроцилиндр;
4—
буферный гидроцилиндр;
5—ролик;
6—корпус;
7—заготовка;
8—фильер;
9—индуктор
ветствующую
кривизне получаемой детали. Двигаясь
по ручью, заготовка наталкивается на
формующую поверхность ручья и изгибается
под действием возникающих при этом
поперечных давлений. Нагрев заготовки
в зоне деформирования
с помощью индуктора
9 или каких-либо других
видов подогрева устраняет закрутку
детали.
Пресс
ППФ-1 (для гибки профилей проталкиванием
в фильер) работает следующим образом
(см. рис. 11.24, б): сменный фильер
устанавливается в фильером патроне 1.
В зажимной патрон
2 вставляются сменные
вкладыши, соответствующие контуру
изгибаемого профиля. Зажимной патрон
приводится в возвратно-поступательное
движение рабочими гидроцилиндрами
3. С каждым ходом поршней цилиндров 3
проталкиванием заготовки через
неподвижно закрепленный фильер формуется
'438
очередной
участок ее длины. Самозаклинивание
заготовки в за-
жимном патроне
осуществляется под действием усилия
протал-
кивания, а до начала
проталкивания — буферными гидроци-
линдрами
4. Корпус пресса
6 может поворачиваться
на роликах
5
станины, для того чтобы плоскость изгиба
детали можно было
сделать горизонтальной.
Поскольку
гибка детали выполняется за один ход
на неболь-
шой длине, пресс может
иметь небольшую мощность. Пресс
ППФ-1
развивает усилие проталкивания до 50
т. Наибольшие
габариты сечения
изгибаемого профиля 180X120 мм, наиболь-
шая
толщина полки 12 мм, наименьший радиус
изгиба 700 мм.
Гибка
в штампах
(
Короткие детали (длиной до 500 мм) гнутся
в штампах за
один
удар. При стреле прогиба, не превышающей
половины вы-
соты
полки, детали из дуралюмина гнут в
закаленном состоянии,
при большой
кривизне — в свежезакаленном или
отожженном
состоянии. При проектировании
штампа должен учитываться
угол
пружинения детали, который определяется
опытным путем.
Рис.
11.25. Штамп со сменными сухарями для
гибки профилей:
1—стопорный
винт;
2—пуансон;
3—матрица;
4—штифт
На
рис. 11.25 приведена одна из конструкций
штампа для
гибки профилей, который
может быть установлен на эксцентри-
ковом,
кривошипном, фрикционном или гидравлическом
прессе.
Верхняя и нижняя части штампа
универсальные. В них с по-
мощью
стопорных винтов 1 крепятся сменные
пуансон
2 и мат-
рица 3. Матрица
состоит из двух половин, фиксируемых
между
собой штифтами 4. В штампе
одновременно гнутся две детали
(правая
и левая). Корпус штампа — стальной,
пуансон и мат-
рица — из балинита.
Наиболее
полное использование штампа достигается
изготов-
лением в нем деталей
нескольких наименований с одинаковыми
или
близкими радиусами кривизны. В штампе
изготовляют дета-
ли с наибольшей
кривизной. Остальные детали после гибки
в
штампе доводят до требуемой кривизны
путем разводки верти-
'349