- •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&
нии;
2) замену ручного способа изготовления
деталей штампов-
кой на прессах,
падающих молотах или формовкой резиной
при
повышенном давлении; 3) изготовление
переходных и калибро-
вочных штампод
для падающих молотов, калибровку
дуралю-
мина в свежезакаленном
состоянии; 4) отработку штампов
и
формоблоков с учетом пружинения
материала; 5) применение
штамповки
с одновременной закалкой в штампах.
При
доработке деталей обшивки и каркаса
самолета, от-
штампованных или
полученных обтягиванием на прессах,
нахо-
дят применение следующие
механизированные процессы: 1) вы-
колотка^)
посадка; 3) отбортовка; 4) зиговка.
Соответствующее
оборудование, обычно
называемое вспомогательным, —
зиг-
машины, выколоточные молотки,
посадочные станки — обычно
устанавливается
на участках, где протекают основные
операции
или вблизи слесарно-сборочных
групп. При изготовлении опыт-
ных
машин, когда проектирование и изготовление
механизиро-
ванной оснастки (штампов,
обтяжных пуансонов и пр.) эконо-
мически
нерентабельно и организационно
невозможно (так как
недопустимо
увеличивать сроки изготовления машины)
вспомо-
гательное оборудование
выполняет функции основного.
Выколотка
— операция превращения плоских участков
ли-
ста-заготовки в участки, имеющие
сферическую или более слож-
ные
пространственные формы. Ручная или
машинно-ручная
операция
выколотки в опытном и
единичном
производствах заме-
няет операции
обтягивания, вы-
тяжки и формовки, а
при серий-
ном производстве
используется
для доработки после
указанных
операций отдельных участков
де-
тали, которые почему-либо не
могут
быть выполнены точно по
чертежу
(пружинение, нетехноло-
гичные формы
детали и т. д.).
Сущность
процесса выколотки
заключается в
том (рис. 9. 1), что
в результате ударов
молотка 1 на
участке АВ листа-заготовки
2
ме-
талл
утоняется. Так как объем металла не
уменьшается, то
длина
L(L2>Li)
и площадь участка увеличиваются.
Поскольку
окружающие, недеформируемые,
участки заготовки не позво-
ляют
металлу течь в стороны, увеличение
площади вызывает
Рис.
9.(1. Схема процесса выколотки:
/—молоток;
2—деталь; 3—опорный инструмент
251-9.2. Выколотка Сущность и технологическая характеристика операций
образование
выпуклости или вогнутости. Изменяя
силу и количество ударов и место их
приложения можно получить заданную
форму детали. Чем больше и с большей
силой будет нанесено ударов в определенную
часть заготовки, тем больше можно
поднять материал на этом участке.
При
выколотке средней части круглой
заготовки расстояние между точками
А и В
практически не изменится, так как
диаметр внешнего, недеформированного,
кольца не меняется. Следовательно,
материал в средней части должен принять
форму сферической или иной выпуклой
поверхности. При выколотке происходит
интенсивная деформация заготовки и,
следовательно, быстрая нагартовка
материала. Поэтому при значительной
выколотке необходимы промежуточные
отжиги. Операция выколотки может
осуществляться вручную или механизированными
способами.
Для
ручной выколотки применяют универсальный
опорный инструмент различной формы в
зависимости от формы детали и, как
правило, стальные молотки со сферической
рабочей частью. Такая форма предотвращает
образование забоин при перекосе
молотка
(рис. 9.2). Рабочие поверхности опорного
инструмента и молотков калят и полируют.
Опорный инструмент крепится и слесарные
тиски или в специальные стойки,
устанавливаемые на полу. Операцию
начинают с места максимального утонения
(а значит, и максимального «подъема»
материала). Удары наносят не очень
сильно, но часто, располагая их по
расходящейся спирали. В местах меньшего
подъема материала силу ударов уменьшают.
Для получения выпуклости в определенную
сторону при начале выколотки
деревянным или пластмассовым молотом
наносят удары дальше точки опоры,
создавая направление подъема
материала. После предварительной
выколотки про
Ручная
выколотка
Рис.
9. 2. Инструмент для ручной выколотки:
а,
б, в—выколоточные молотки;
г, д, е, ж—опоры
252-
изводят
отжиг заготовки. Выколотку продолжают
до тех пор,
пока не получат требуемую
форму детали. Необходимо учиты-
вать,
что при сильном ударе можно получить
местное выпучи-
вание больше
необходимого. При ударах по выпуклой
части
получается не уменьшение, а
увеличение выпуклости.
При
выколотке деталей сложных форм производят
одновре-
менно посадку бортов вручную
или на станках Гавриленко.
Поэтому
на участках доводки и выко-
лотки
деталей устанавливают посадоч-
ные
станки. После получения заданной
формы
поверхность детали проглажи-
вают
гладильными молотками на опор-
ном
инструменте, так как в результате
посадки
и выколотки остаются следы по-
садки
гофров и местные вмятины. На
окончательно
выколоченной детали обре-
заются
припуски и опиливаются зау-
сенцы.
Ручную
выколотку деталей с неболь-
шой
выпуклостью можно производить и
на
болванках: деревянных, металличе-
ских
и из пескоклеевой массы ПСК. Вы-
колотка
детали типа чашки с фланцем
на
болванке показана на рис. 9. 3. Заго-
товка
плотно прижимается к болванке,
после
чего начинают выколотку с края
А
выпуклости, постепенно передвигаясь
к
середине С. Если сразу начать выко-
лотку
с середины, то может наступить разрыв
материала, так
как края не будут
деформированы. Для снятия нагартовки
и
облегчения дальнейшей выколотки
проводят промежуточные
отжиги. После
окончания выколотки деталь проглаживают
и
обрезают.
Закалку
деталей из сплавов Д16 и В95 производят
перед
окончанием выколотки, так как
после закалки детали под дейст-
вием
внутренних напряжений деформируются,
теряют форму и
их снова приходится
править по болванке.
При
выколотке деталей из магниевых сплавов
необходимо
нагревать деталь и
болванку, ввиду того, что в холодном
сос-
тоянии эти сплавы малопластичны.
Деталь нагревают газовыми
горелками
или паяльными лампами. Металлические
болванки
подогревают с помощью
трубчатых электронагревателей (ТЭН).
Для
контроля температуры нагрева детали
применяют специ-
альные термокарандаши,
которыми закрашивают нагреваемый
участок.
Побеление карандашного мазка означает,
что темпе-
ратура достигла, указанной
на термокарандаше, и нагрев сле-
дует
остановить.
Рис.
9.3. Схема
ручной выколотки
чашки
с фланцем
252-
Выколотку
магниевых сплавов дуралюминовыми
молотками или на дуралюминовых
болванках производить нельзя. При
соприкосновении дуралюмина с
нагретой поверхностью магниевой
детали происходит диффузия алюминия
в магний, а это место впоследствии
становится очагом коррозии. Поэтому
молотки и болванки изготовляют из
стали, чугуна, цинка или магниевого
литья.
Машинная
выколотка
Выколотка
деталей или доводка штампованных
деталей ручным способом весьма
трудоемкая операция. Поэтому во всех
заготовительно-штамповочных цехах
устанавливают пневматические
выколоточные молоты. Замена ручной
выколотки механической резко
снижает трудоемкость и улучшает
качество поверхности деталей.
Выпускаемые
выколоточные молоты имеют примерно
одинаковое устройство и различаются,
в основном, весом падающих частей,
а следовательно, и силой удара.
Таблица
9.1 |
Вес ладающих |
Вылет |
Число ходов |
Наибольшая толщина обрабатываемого листа |
|
частей, кгс |
станины |
в минуту |
дуралюмин |
сталь |
|
М001 |
8 |
1085 |
400 |
2 |
1 |
М002 |
12 |
1085 |
400 |
4 |
1,8 |
МООЗ |
16 |
1500 |
375 |
6 |
О о |
М004 |
20 |
1500 |
350 |
10 |
5 |
На
молотах М001 и М002 выколачивают детали
из алюминиевых сплавов толщиной до
4 мм и мягкой стали толщиной до 1,8 мм.
Молот М003 применяется для выколотки
деталей из алюминиевых сплавов
толщиной до 6 мк и нержавеющей стали
толщиной до 2 мм. Модель М004 позволяет
выколачивать детали из титановых
сплавов и нержавеющих сталей толщиной
до 2,5 мм.
На
рис. 9.4 показаны общий вид и схематический
разрез пневматического выколоточного
молота. Основными частями молота
являются: а) станина
16,
выполненная из чугунного литья.
Г-образная форма дает большой вылет и
позволяет выколачивать детали
больших габаритов. Для облегчения
станина имеет двутавровое сечение; б)
пневматическая головка
14
со штоком и бойком; в) электродвигатель
15
со шкивом, установленный на станине;
г) приставная стойка
13
с наковальней. Стойка крепится на
самостоятельном массивном фундаменте^
воспринимающем удары молота.
254-
255-
Наковальни
на стойке могут меняться в зависимости
от характера работы. Для правильной
работы молота и для получения деталей
без забоин необходимо, чтобы ось
наковальни и стойки совпадала с осью
бойка и штока пневматической головки.
Пневматическая головка состоит из
корпуса 1, коленчатого вала
3
и насаженного на него шкива
2.
На коленчатый вал надет шатун
4,
соединенный с поршнем
5,
который совершает поступательно-возвратное
движение в цилиндре
6.
Внизу цилиндра 6 помещен поршень
7,
соединенный со штоком
10.
При
ходе поршня
5
вверх в межпоршневом пространстве
создается вакуум и поршень 7 со штоком
10
также начинает перемещаться вверх.
Для пропускания воздуха под поршень 7
имеется обратный клапан 11. Достигнув
верхней мертвой точки, поршень
5
начинает опускаться вниз, сжимая воздух,
находящийся между поршнями. Поршень 7
под действием собственной массы и силы
сжатого воздуха начнет перемещаться
вниз, ударяя бойком, прикрепленным
к штоку
10,
по материалу выколачиваемой детали.
Воздух под поршнем 7 будет выходить
через выпускной клапан
8.
Регулируя выпуск воздуха ручкой
9,
можно получать удары разной силы. При
закрытом клапане
8
поршень 7 со штоком задерживается
на определенной высоте, так как сжатый
воздух под поршнем не дает ему
опуститься до конца. Пружинный клапан
12
также может регулировать силу удара,
выпуская сжатый воздух из межпоршневого
пространства. Этот клапан не дает
быстрой регулировки силы удара и
используется как настроечный при
регулировке молота.
Подготовка
к выполнению операции начинается с
подбора бойка с необходимой формой
рабочей части (см. рис. 9.4
в, г,д)„ Для
более интенсивного утонения материала
требуется увеличенное давление
q
бойка на материал. Это давление может
быть определено по формуле
q
= P/F,
где
q
— давление, кгс/мм2;
Р—
сила удара, кгс;
F
— площадь рабочей части бойков, мм2.
Силу
удара Р можно увеличивать до предела,
ограниченного для каждого из четырех
типов молотов. Чем больше вес падающих
частей, тем больше сила удара. На любом
молоте, не меняя веса падающих частей,
можно увеличить давление
q,
уменьшив площадь
F
рабочей части бойка. Площадь рабочей
части бойка можно уменьшать только до
определенной величины. Чрезмерное
ее уменьшение приводит к зарубкам на
поверхности детали или к образованию
трещин.
Бойки
изготавливают из углеродистой
инструментальной стали У8А или У9А.
Рабочую часть закаливают и отпускают
да твердости HRC
44—48, после чего тщательно полируют.
Заготовка детали помещается под
бойком и удерживается рабочим, а крупные
детали (типа обшивок) двумя рабочими.
Подводя необходимые места детали
под боек, производят выколотку. Для
равномерной деформации материала
необходимо непрерывно перемещать
заготовку относительно бойка.
256-
Машинная
выколотка так же, как и ручная, сильно
нагарто- вывает материал, поэтому деталь
необходимо несколько раз отжигать.
Форму выколачиваемой детали в процессе
работы проверяют по шаблонам,
болванкам или другой контрольной
оснастке. Для облегчения течения
материала и получения чистой детали
поверхность выколачиваемой детали
смазывают машинным маслом. После
выколотки детали проглаживают
гладильными бойками (слабыми ударами).
Заготовки
из тонкого листового материала
рационально выколачивать по две-три
одновременно, что повышает
производительность труда и обеспечивает
хорошее качество поверхности. В этом
случае перед выколоткой необходимо
каждую заготовку смазать машинным
маслом. Таким приемом пользуются при
толщине листа до 0,8 мм.
Детали,
изготовленные выколоткой (как ручной,
так и машинной), должны проходить
сплошной контроль не только по форме,
но и по толщине стенки. Если у дуральщика
нет необходимого опыта, отдельные
участки могут быть нагартованы до такой
степени, что восстановление с помощью
отжига первоначальных свойств
металла невозможно.
Так
как даже при механизации выколотки при
ударе деформируется очень небольшой
участок листа, общее время операции
весьма большое. Перечисленные
отрицательные стороны процесса выколотки
заставляют при серийном производстве
применять более совершенные процессы
(обтягивание, вытяжку, штамповку на
падающих молотах и пр.), сохраняя
выколотку лишь как вспомогательную
операцию.
9.3.
ПОСАДКА
Сущность
и
технологическая характеристика
операции
В
то время как при выколотке выпуклые
или вогнутые поверхности получаются
за счет утонения и соответствующего
увеличения по площади внутренних
участков заготовки, при посадке тот
же результат достигается утолщением
и соответствующим сокращением по длине
периферийных участков заготовки при
неизменной толщине внутренних участков.
Сущность
процесса посадки может быть иллюстрирована
схемой, данной на рис. 9.5. Если на участке
материала длиной k
(см. рис. 9.5,
а)
изогнуть («навести») волны гофра, как
показано на рис. 9.5, б, то длина кромки
участка уменьшается до k(h<li)-
Если затем ударами молотка (как это
делается при ручной посадке) или
давлением (как это делается на станках
Гавриленко) полученные волны гофра
осадить, то длина участка /3
(несколько увеличенная по сравнению с
4) будет меньше U
за счет увеличения толщины листа s2>st.
Прямоугольная заготовка (см. рис.
9.5,
а)
в результате такого укорочения одной
257
стороны,
плавно изменяющегося по длине
L
волны, приобретает форму элемента
плоского кольца (см. рис. 9.5, г). Если
выполнить равномерную посадку но
окружности плоского листа, то можно
получить пространственную деталь типа
сферы или конуса. Изменяя степень
посадки на отдельных участках, можно
получать поверхности различной кривизны.
Операция посадки
Рис.
9. 5. Схема посадки:
а—исходная
заготовка; б—наведение гофров; в—посадка
гофров; г—схема изменения формы
детали
применяется
при подготовке листа под штамповку на
падающих молотах, под обтяжку, при
доводке отштампованных и обтянутых
деталей и при ручной выколотке. Величина
посадки зависит от пластичности
материала. При значительной посадке
происходит сильная нагартовка,
поэтому детали необходимо подвергать
промежуточному отжигу. Посадка термически
упрочняемых сплавов Д16 и В95
осуществляется только в отожженном и
свежезакаленном состоянии, так как при
посадке в исходном (твердом) состоянии
могут появляться трещины. Посадку
можно выполнять на станках Гавриленко,
ПС-80 или ручным способом.
Ручная
посадка
Ручная
посадка материала выполняется в два
приема: гоф- рирование
(образование гофра) и
посадка
гофра.
Гофрирование
производят на той части детали, которую
необходимо посадить. Эта операция
производится гофрилками (рис. 9.6) или
круглогубцами. Гофры изготовляют
невысокими для предотвращения образования
складок или трещин при дальнейшей
посадке. Оптимальный размер гофра
должен иметь высоту
h,
равную ширине Л (см. рис. 9.5). Располагают
гофры
258-
равномерно
по длине борта детали. Посадку гофра
выполняют деревянными, металлическими
или текстолитовыми молотками на конце
рельса или на плите. Первые удары
производят по высокому краю гофра
для того, чтобы удержать остальную
часть гофра от распрямления. После
этого легкими и частыми ударами
посаживают гофр, начиная с низкой части
и переходя к краю борта. Посадку гофров
выполняют наводильным (заостренным)
молотком, проглаживание — гладильным
молотком.
Рабочие
части гофрилок, молотков, концов рельса
и плит должны быть тщательно отполированы,
чтобы не повредить поверхность
деталей. Так как при посадке материал
сильно на- гартовывается, его необходимо
отжигать. После отжига можно повторно
гофрировать и посаживать. Ручную посадку
повторяют до тех пор, пока не получат
деталь требуемой формы. Процесс ручной
посадки весьма трудоемкий, требует
высокой квалификации жестянщика и
многократной термической обработки.
Машинная
посадка
Последовательность
выполнения операции посадки на стан-
ках,
работающих по схеме Гавриленко (рис.
9.7) аналогична
последовательности
при ручной посадке. Лист-заготовку
вкла-
дывают в рабочую щель станка,
образованную верхним под-
вижным
пуансоном
2
и нижним неподвижным
3,
Ввод, переме-
щение по длине борта и
съем заготовки выполняются при
ра-
ботающем станке.
9*
259
нием
ее периметра. Это укорочение получается
следующим об-
разом: в начале каждого
хода (см. рис. 9.7, а) на лист опуска-
ется
язычок-пуансон
5
и выгибает волну. Верхний хобот
2
в это
время
приподнят и не прижи-
мает лежащий
на нижнем хо-
боте лист, позволяя
волне сво-
бодно формоваться. Затем
пу-
ансон
5
отходит, верхний хобот
2
опускается, прижимая лист
к нижнему
хоботу (см. рис.
9.7,6), а снизу по волне
про-
катывается ролик 4, разглажи-
вая
ее. Зажатый между хобо-
тами лист
позволяет волне раз-
гладиться только
за счет утол-
щения материала. Дуга
abc
укорачивается
при этом до
длины прямой
ас.
Недостаток
станков, работающих по
схеме
Гавриленко — невозможность
посадки
узких бортов, располо-
женных вблизи
возвышенных
участков детали, в
частности,
полок
профилей. Этого недостатка не имеет
посадочный станок
ПС-80, схема работы
которого дана на рис. 9. 8.
С
каждым рабочим ходом (60—90 раз в минуту)
на заготовке образуется новое
утолщение с соответствующим уменьше-
260-
Благодаря
большому вылету станины (500 мм) станок
ПС-80, предназначенный, в основном, для
посадки полок профилей, успешно
используется и для посадки листа.
Верхние плавающие губки
2
находятся на ползуне
4,
который движется возвратно- поступательно
с помощью кривошипно-коленного механизма
привода станка. Аналогичные им нижние
губки 1 расположены на неподвижной
нижней части станины. Нормальное к
верхним скошенным граням губок
2
усилие
Q
разлагается на наклонной плоскости
этих граней на вертикальные составляющие
Р, прижимающие заготовку
5
к нижним губкам
1,
и на горизонтальные составляющие Р"',
которые в конце опускания ползуна
перемещают зажатый участок к центру
штампа. Аналогично действует правая
пара губок 1 и
2.
В результате сближения левой и правой
пар губок зажатый между ними участок
заготовки укорачивается за счет
утолщения.
Соотношение
между усилием Р' зажатия заготовки и
усилием Р" сближения губок
(посадки), в общем случае определяемое
углом наклона граней плавающих губок
1 и
2,
на станке ПС-80 может изменяться с помощью
клиньев 3. Усилие R,
развиваемое клиньями, разлагается
на наклонных плоскостях их граней на
горизонтальные составляющие, действующие
навстречу усилиям Р", и на
вертикальные составляющие, суммирующиеся
с усилиями
Р\
Таким
образом, с увеличением усилия R,
развиваемого клиньями, усилие зажатия
заготовки губками увеличивается, а
усилие сближения губок уменьшается.
Величина R
регулируется изменением давления
в гидроцилиндрах пневмогидравлического
привода, с помощью которого эти
клинья приводятся в действие.
9.4.
ОТБОРТОВКА ОТВЕРСТИЙ
Операция
отбортовки применяется при изготовлении
люковых проемов в обшивках фюзеляжа,
крыльев, оперения и мотогои- дол, при
формовке отверстий облегчения и
конструктивных отверстий в листовых
деталях внутреннего набора самолета.
Как элемент, повышающий жесткость без
дополнительного увеличения веса,
отбортовки в конструкциях самолетов
очень распространены.
Сущность
и технологическая характеристика
операции
Сущность
процесса отбортовки заключается в
образовании по краю отверстия борта
за счет отгиба кольца материала,
непосредственно примыкающего к
этому краю. Как видно из схемы, в
процессе отбортовки диаметр заготовки
d
увеличивается до величины
D.
Это происходит, в основном, за счет
растяжения сечений, входящих в кольцо
(деформации материала в радиальном
направлении очень малы), и связано со
значительным
261-
утонением
материала, увеличивающимся по мере
приближения
к крайним сеченйям
борта.
Наглядное
представление о характере деформаций
материа-
ла дает сопоставление формы
ячеек радиально-кольцевой сетки,,
нанесенной
на поверхности заготовки (см. рис. 9.9,
в), с их фор-
мой и размерами после
отбортовки (см. рис. 9.9, б).
Степень
деформации материала, наибольшая для
крайнего
сечения, определяется
коэффициентом отбортовки £0тб
= d/D,
равным
отношению диаметра
d
отвер-
стия в заготовке к диаметру
D
борта
(по средней линии). Максимально
до-
пустимые значения коэффициента
от-
бортовки зависят не только от
пласти-
ческих свойств материала
заготовки,
но и от относительной ее
толщины
s/d-100(%),
равной отношению тол-
щины
s
листа к диаметру
d
отверстия:
в заготовке.
Имеют
значение также форма пу-
ансона и
состояние кромок отверстия
(чистота,
отсутствие микротрещин ш
заусенцев).
Предельные значения ко-
эффициента
&отб для различных ма-
териалов в
зависимости от способа от-
бортовки
и относительной толщины
материала
при расчетах берутся по
таблицам.
Чем больше относительная
толщина
s/d
-100%,
тем меньше &ot6,
и,
следовательно, тем выше борт можно
получить при том же
материале
заготовки. С увеличением радиуса
скругления рабо-
чей кромки пуансона
усилие на пуансоне при прочих
равных
условиях уменьшается, а
допустимая высота борта увеличи-
вается.
В
тех случаях, когда за одну операцию
борт нужной высоты
получить нельзя,
операция разбивается на две или больше
с про-
межуточным отжигом заготовки.
Для
последующих операций
k
0Тб
берется на 15—20% больше,,
чем на первой
R0Тб
=Rотб
(1,15...1,2).
Размеры
отверстия
d
в заготовке с достаточным приближе-
нием
можно найти, считая, что борт отгибается
без радиального
растяжения (для рис.
9.9)
\d=D\—K{r+s/2)—2ft.
При
высоких бортах и небольших значениях
d
требуется бо-
лее точный расчет,
построенный на равенстве объема
материала
до и после отбортовки.
Усилие отбортовки при определении
мощ-
ности оборудования с достаточной
точностью определяется по
формуле
Р== 1,5я(£>—d)
-5сгв,
где D
— диаметр отбортованного*
отверстия,
мм;
d
—
диаметр отверстия в заготовке, мм;
ав
—
262-
временное
сопротивление разрыву, кгс/мм2;
s
—
толщина лис-
та, мм.
Небольшие
стандартные или нормализованные
отбортовки
(в стенках нервюр,
перегородок топливных баков и т. д.)
удобно
вырубать и формовать в открытых
комбинированных штампах,
направляемых
с помощью ИО, просверленных в заготовках
при
их раскрое по ШРД и ШЗ.
Конструкция
комбинированного штампа для вытяжки
и вырубки стандартной отбортовки
14СТ дана на рис. 9.10. Заготовку (нервюру,
перегородку и т. д.) устанавливают на
штампе по инструментальным отверстиям
(ИО), в которые входит фиксатор
(ловитель) 1. При опускании верхней части
штампа на нижнюю сначала вытяжной
пуансон
2
формует углубление (усилие сжатия
буфера 3 должно быть больше усилия
формовки), затем пуансон
2
останавливается матрицей
5,
а вырубной пуансон
4, продолжая
движение, вырубает отверстие. Так
выполнять операцию отбортовки можно
в небольших плоских или имеющих
небольшую кривизну деталях. Отбортовка
отверстий в крупногабаритных, имеющих
пространственную форму, деталях может
выполняться тремя способами: а) вручную;
б) в штампах на специальных гидропрессах;
в) на радиально-сверлильных станках
с помощью головки с вращающимися
роликами.
Отбортовка
вручную
Отбортовка
вручную выполняется на болванке или
на армированном пескослепке с местным
подогревом пламенем газовой горелки.
Этот способ трудоемок, требует
исполнителей высокой квалификации и
не обеспечивает стандартного качества
выполнения.
263-
несколько
отбортованных отверстий, опора может
быть выполнена скользящей или
поворачивающейся на шарнирах, с тем,
чтобы все отверстия могли быть отбортованы
за несколько позиций в одном установе.
По кинематике процесс аналогичен
протягиванию.
Отбортовка
в штампе
Пример
отбортовки в штампе на специальном
гидропрессе показан на рис. 9.11. Изделие
3
устанавливается на станине
1Q
с
помощью сваренной из труб опоры
8.
Если в изделии имеется
264-
После
установки матрицы
2
на станину и изделия
3
на опору
8
включается гудроцилиндр
1,
и его шток
4
вводится в отверстие заготовки. На
шток надевается составной пуансон
5—6 (см.
рис. 9.11, б) фиксируемый клином 7. Включается
рабочий ход, во время которого пуансон
5—6 отбортовывает отверстие на матрице
2.
Детали из высокопрочных алюминиевых
сплавов перед отбортовкой отверстий
диаметром до 300 мм подогреваются до
температуры 300—350° С. При больших
диаметрах отверстий отбортовка
ведется без подогрева.
На
рис. 9.11, б показана конструкция насадного
пуансона для отбортовки отверстий,
расположенных на поверхностях,
перпендикулярных к оси отверстия,
а на рис. 9.11,6 — для отбортовки отверстий
на поверхностях, не перпендикулярных
к оси отверстий. Охлаждающийся к
концу операции борт, охватывающий
пуансон, зажимает его калибрующую часть
(зазор между ними соответствует горячей
прессовой посадке) и при извлечении
пуансона заготовка недопустимо
деформируется. Для устранения этого
пуансон делают составным — из калибрующей
части
6
и формующей части
5
(см. рис. 9.11,
б
и
в).
После калибровки отверстия калибрующая
часть
5
выходит из него «на провал» и бортом
не защемляется. Поворотная стойка
9
служит для облегчения установки и
съема пуансонов.
Отбортовка
на радиально-сверлильных
станках
Такая
отбортовка имеет то преимущество, что
выполняется на весьма распространенном
оборудовании — радиально-сверлильных
станках. Инструментом служат закрепляемые
на шпинделе станка роликовые головки
(рис. 9.12). На головке смонтированы
три роликовых блока
2}
несущих ролики 1. Зубчатые сектора
8
блоков, находящиеся в сцеплении с рейкой
4,
при опускании шпинделя станка
поворачиваются в своих кольцевых
направляющих вместе с роликами 1,
катящимися по краю отверстия и
выдавливающими борт по матрице,
установленной на стол станка. Процесс
аналогичен работе на токарно-давильном
станке с тем различием, что изделие при
выполнении операции остается неподвижным.
При опускании шпинделя закрепленная
на нем средняя часть головки со шлицевой
втулкой
5
опускается, сжимая пружины 3, усилием
которых корпус б, блоки
2
и находящиеся на них ролики 1 прижимаются
к выдавливаемому борту. Снизу головка
центрируется роликом
7,
входящим в направляющую втулку
матрицы. Борт формуется простым
опусканием вращающегося шпинделя
станка, несущего головку, как при
сверлении отверстия. Сложность и
дороговизна механизма роликовой головки
в изготовлении и наладке являются
существенными недостатками этого
способа.
265-
266-
Зиговкой
называется операция формовки в листовых
заготовках канавок («рифтов» или
«зигов») путем прокатывания заготовки
между двумя роликами. На плоских стенках
рифты обычно делаются для увеличения
жесткости, а на трубах — для фиксации
на них дюритовых шлангов.
9.5.
ЗИГОВКА
Сущность
н назначение процесса
При
большом объеме производства рифты
формуются в штампах или резиной на
формоблоках одновременно с формовкой
или вытяжкой всей детали. При небольших
объемах работ, в частности, при
изготовлении опытных машин, единичных
заказов, или в период изготовления
основной оснастки рифты формуются на
универсальных зигмашинах (рис. 9.13).
Инструментом при этом служат ролики
(рис. 9.14), форма рабочей части которых
определяет профиль формуемого рифта.
Длина рифта может быть любой. Расстояние
от оси рифта до края заготовки уста-
267-
навливается
при единичных работах — разметкой
заготовки по ШРД, ШЗ или другим
шаблонам, а при изготовлении партии
деталей — установкой упора, имеющегося
на станке.
Оборудование
Примером
конструкции зигмашины может служить
модель
ИБ2713.
На
зигмашине ИБ2713 (см. рис. 9.13) верхний
ролик
4
опус-
кается пневмоцилиндром 1,
включаемым в работу ножной пе-
далью
5. Шток
2
пневмоцилиндра связан с ползуном
3,
несущим
верхний ролик
4.
Эти машины позволяют формовать зиги
на ли-
стах стали и титана с толщиной
до 3 мм (см. табл. 9.2).
Таблица
Р. 2
Техническая
характеристика зигмашин |
Наибольшая толщина обрабатываемого стального листа, мм |
Усилие прижатия роликов, к ГС |
Скорость проката, м/мин |
Вылет роликов», мм |
И2715 |
3,15 |
3000 |
4-12 |
500 |
ИБ2713 |
2,00 |
2000 |
6,6-10 |
320 |
ЭМ49 |
2,00 |
|
|
боа |
268-
Оснастка
Зиговочные
ролики (ом. рис. 9.14) изготавливаются из
углеродистых сталей У У—У10 или
малоуглеродистых цементируемых сталей
с последующей цементировкой и закалкой.
Твердость рабочей поверхности роликов
— не менее HRC
40—44. Шероховатость поверхности V 8.
Полировка рабочей поверхности роликов
(особенно при заготовке цветных металлов)
обязательна. Профиль рабочей поверхности
ролика выполняется по профилю
соответствующей поверхности рифта. В
самолетостроении в основном
распространены два профиля: полукруглый
(см. рис. 9.14, а) и трапецеидальный (ем.
рис. 9.14,6). Размеры полукруглых рифтов
нормализованы. Редко встречающиеся в
конструкциях самолетов трапецеидальные
гофры не нормализованы.
На
рис. 9.14, в—к показана конфигурация
роликов для различных работ,
выполняемых на зигмашинах.
Технология
зиговочных
работ
Зиговка
плоских деталей (см. рис. 9.14,
в)
встречается при изготовлении днищ
топливных баков, различных перегородок,
жесткостей, стенок нервюр и т. д. При
изготовлении сквозных рифтов поводка
плоскости детали незначительна и
зиговку можно производить на деталях
из материала в любом состоянии (мягком
или закаленном).
Прокатка
рифтов, не доходящих до краев детали,
вызывает коробление поверхности
вследствие неравномерной деформации
материала. Для сокращения правки зиговку
вполняют на деталях из материала в
свежезакаленном (дуралюмин) или
отожженном состоянии. При зиговке
по разметке криволинейных рифтов
пользуются ручным приводом для вращения
роликов, так как при машинном приводе
рабочий может не успеть направить
деталь под ролики и расположение рифта
не совпадет с разметкой. Зиговка
узких и длинных деталей может привести
к изгибу полосы на ребро вследствие
неравномерного нажима роликов на
материал. При зиговке таких деталей
сильно зажимать ролики нельзя и операция
разбивается на несколько переходов.
При зиговке сварных обечаек необходимо,
чтобы нижний ролик находился внутри
детали, так как удерживать деталь
наверху неудобно. Если диаметр обечайки
или днища бака больше расстояния от
роликов до пола, то зигмашину устанавливают
на подставку или делают приямок. Перед
зиговкой обечайки и днища баков
должны быть отторцованы, так как
неровность торцов вызовет волнистость
рифта. Если одновременно выполняется
и отбортовка (см. рис. 9.14, ж), то отбортованная
поверхность йе получится плоской и
величина отбортовки будет различная.
Ролик сильно зажимать нельзя, так
как можно смять край обе
269-
чайки,
в результате чего увеличится ее диаметр,
и обечайка не будет стыковаться с
днищем.
На
рис. 9.14, г показан профиль роликов для
одновременной прокатки двух рифтов.
Расстояние между рифтами при прокатке
в таких роликах будет точным по всей
длине рифтов, а производительность
увеличивается не только за счет
сокращения машинного, но и
вспомогательного времени. Соответственно
изменяя профиль роликов, на зигмашине
можно выполнять подсечку (см. рис. 9.14,
д), закатку бортов, отбортовку. Иногда
отбортовка выполняется одновременно
с прокаткой рифта
(ж)
или с подсечкой (е).
При
зиговке труб диаметр ролика, входящего
внутрь трубы, ограничен диаметром
заготовки и ролик часто выполняется
консольным (см. рис. 9.14, и). Для смыкания
роликов второй ролик изготовляется
большего диаметра. При равных числах
оборотов верхнего и нижнего валов
линейные скорости на рабочих частях
роликов будут различны, в результате
чего на трубах появятся надиры. Чтобы
их предотвратить, нижний ролик не
крепится на шпонку вала, а вращается
на нем свободно.
Для
зиговки рифтов сильфонов с несколькими
глубокими войнами ролики изготовляются
двух- или трехручьевыми. После образования
первой волны заготовку сильфона подают
на шаг, фиксируя первую волну на втором
ручье. Затем вторая волна фиксируется
на втором ручье и так далее до получения
нужного количества волн. Можно зиговать
на сильфоне сразу все волны, но для
этого необходимо изготовить несколько
переходных роликов с уменьшенной
глубиной волны и увеличенным шагом
волн. В противном случае произойдет
разрыв материала, так как запертый
крайними рифтами материал не сможет
перемещаться с цилиндрической части
заготовки и удлинение превысит
допустимое. На рис. 9.14, к показаны
посадочные размеры роликов.