3) Конструкция деталей.

3.1) Общая форма. Детали из листа по общей форме могут быть:

• плоскими;

• «условно» плоскими, например типа нервюр (с плоской стенкой и с бортами, рифтами, отбортовками, с подсечками);

• типа «гнутый профиль»;

• пространственными:

• полыми (типа стакан или коробка, круглой или некруглой формы в плане);

• одинарной кривизны:

• цилиндрической, конической формы;

• незамкнутым, замкнутым поперечным сечением;

• двойной кривизны:

• с незамкнутым поперечным сечением с большей продольной кривизной;

• незамкнутым поперечным сечением с большей поперечной кривизной;

• незамкнутым поперечным сечением с примерно одинаковой продольно-поперечной кривизной;

• седлообразной формы;

• замкнутым поперечным сечением (бочкообразной формы);

• комбинированной формы.

3.2) Основные типовые элементы конструкции деталей из листа включают следующие: контуры наружный и внутренний (отверстия и окна), кромки, торцевые поверхности (торцы), вырезы и прорези, стенки, борта и полки, рифты, жалюзи и гофры, подсечки, отбортовки, зоны радиусных переходов (зоны сопряжения или изгиба), зоны переменной толщины.

Контур - замкнутая линия, образованная кромкой листа (ребрами) и его торцевой поверхностью, и определяющая внешнюю и внутреннюю геометрию листовой детали. Контур, ограничивающий деталь снаружи, называется внешним. Контур, ограничивающий отверстие и окно, называется внутренним. В общем случае, контур может иметь форму: прямую (прямолинейную); дуги окружности (“радиусную”); криволинейную (кривую); комбинированную (комбинацию прямых, радиусных и криволинейных участков).

Отверстие – внутренний контур круглой формы в плане.

Окно – внутренний контур некруглой формы в плане.

Кромка – ребро, образованное основной поверхностью листа и торцевой поверхностью

Стенка – элемент детали, расположенный в ее основной плоскости, основа конструкции детали, как правило, наибольший по площади элемент детали.

Борт – элемент детали, представляющий её боковую часть и располагаемый под углом к стенке. Второй борт, располагаемый параллельно стенке, часто называют полкой. В зависимости от радиуса кривизны линии изгиба, борта различают борта: прямые, выпуклые, вогнутые, комбинированные (состоящие из прямых, вогнутых и выпуклых участков). Важной геометрической характеристикой борта является его высота и малка. Высота вогнутого борта ограничивается его разрушением при деформировании, а высота выпуклого – потерей устойчивости и образованием складок. Для криволинейных бортов дополнительно назначается радиус кривизны образующей борта.

Малка – угол между поверхностью борта и плоскостью, нормальной к стенке детали.

Радиусный переход (зона сопряжения) (зона изгиба). Радиусные переходы оформляются как поверхности сопряжения стенок с другими конструктивными элементам детали, например, сопряжение стенки и борта. В ряде изданий радиусный переход описывают как ось изгиба. В литературе упоминается: изгиб радиусный (отсутствует один или оба прямолинейных участка; при этом длина дуги криволинейного участка не менее половины длины окружности при постоянном и переменном радиусе изгиба вдоль оси); изгиб угловой (деталь содержит два прямолинейных участка, сопрягаются криволинейным участком длиной менее половины окружности при постоянном радиусе изгиба вдоль оси). Важнейшей характеристикой радиусных переходов является радиус внутренней поверхности. Его минимальная величина является ограничивающим фактором при оформлении геометрии детали, например при формообразовании борта детали.

Рифт – элемент детали, предназначенный для усиления тонкостенных конструкций с целью повышения местной жесткости, как правило, стенок. Геометрия рифта характеризуются:

• формой в плане: удлинённой; короткой (иногда такой рифт называется выпуклость или “пуклевка”); крестообразной; кольцевой;

• формой профиля поперечного сечения: полукруглой; синусоидальной; трапецеидальной;

• формой законцовки рифта в плане: закругленной; удлиненной; прямой;

• формой продольного профиля законцовки: наклонной; полукруглой; прямой.

Большое значение при изготовлении рифта имеет его относительная высота – отношение высоты рифта к его ширине. Все геометрические параметры рифтов нормируются отраслевыми или государственными стандартам.

Жалюзи – местное деформирование с прорезкой листа с одной стороны.

Гофр – элемент детали, обеспечивающий жесткость листа, отличается от рифта тем, что располагается от края до края листа, т.е. отсутствием законцовок.

Подсечка – элемент детали, предназначенный для обеспечения соединения листовых деталей внахлест без образования ступеньки на обшивке с целью сохранения плавности обвода, и содержит две стенки, соединенные невысоким наклонным бортом через два радиусных перехода. Геометрические параметры подсечек нормируются стандартами.

Отбортовка – конструктивный элемент для повышения местной жесткости детали в районе отверстий или окон. Геометрия отбортовок характеризуется:

• формой в плане по форме отверстия или окна: круглой; некруглой;

• формой поперечного сечения: цилиндрической; конической, тарельчатой; двойной кривизны;

• наличием отверстия: без отверстия (глухие); с отверстием.

Большое значение имеет относительная высота (глубина) отбортовки - отношение глубины к ее ширине (диаметру). Геометрические параметры отбортовки нормируются стандартами.

Зона переменной толщины. В целях снижения массы на деталях выполняются участки, толщина листа которых меньше, чем у исходного листа.

Комбинация общей формы и форм элементов определяет комплекс геометрических характеристик детали. Опыт показывает что, что можно выделить типовые комбинации геометрических характеристик, для которых применимы схожие технологические процессы. Такие комплексы лежат в основе технологических классификаторов деталей из листовых полуфабрикатов. В качестве примера можно привести следующую классификацию.

Плоские детали:

• с контурами образованными прямыми линиями;

• с криволинейным и комбинированным контуром;

• малогабаритные детали с любой формой контуров (габаритные размеры менее 200х300 мм).

Пространственные детали. Варианты комбинаций элементов позволяют выделить следующие технологические классы таких деталей.

• детали с изгибами, образованных сопряжением плоских и криволинейных поверхностей (обтекатели, панели, имеющие борта и гофры).

• детали с изгибами, образованными криволинейной поверхностью с рифтами, подсечками.

• детали с угловыми изгибами (бортами) с полками, отогнутыми в одну сторону, с рифтами, жалюзи, вырезами, окнами.

• детали с угловыми изгибами (бортами), с полками, отогнутыми в разные стороны, с окнами, вырезами, рифтами и т.п.

• детали с бортами, с отверстиями и окнами, отбортовками, рифтами и подсечками (нервюры, диафрагмы, стенки и жесткости).

• детали с плоскими и криволинейными стенками, с бортами, окнами, с отверстиями и без них.

• детали с одним или разнонаправленными бортами с подсечками, вырезами и без них (профили из листа).

• детали криволинейные с непараллельными полками, изогнутые в нескольких плоскостях (профили для крепления лобовых обшивок, диафрагмы).

• детали криволинейные с плоскими и криволинейными стенками типа крышек, полусфер, секторов.

• детали с криволинейными поверхностями типа полупатрубков.

• детали с цилиндрической и конической поверхностью типа патрубков, переходников.

• детали с угловыми изгибами в разные стороны, незамкнутого контура.

3.3) Компоновка (расположение) элементов. Расположение элементов самое разнообразное, определяемое функциональным назначением детали.

4) Размеры деталей.

4.1) Габаритные размеры деталей из листа могут достигать: длины до 15 000 мм; ширины до 2 500 мм; высоты до 2 500 мм (для пространственных деталей) при толщине листа до 6 мм.

4.2) Размеры элементов. Элементы деталей могут иметь размеры от нескольких миллиметров до нескольких метров.

5) Предельные отклонения размеров. Предельные отклонения для разных элементов деталей из листа определяются техническими условиями на деталь и могут быть различны. Например, допуск на контуры – от ± 0,15 мм до ± 1,5 мм; допуск на отклонение поверхности, например, борта от поверхности контрольных устройств от ± 0,3 мм до ± 3 мм в зависимости от толщины лист (чем толще лист, тем меньше допуск); допуск на прямолинейность контуров 1…1,5 мм на 1 метр длины контура. Разнотолщинность детали допускается до ±20% от исходной толщины листа.

6) Физико-механические свойства материала готовой детали. Листовые детали из конструкционных сплавов имеют предел прочности, от 300 МПа (для нетермообрабатываемых металлов) до 700…800 МПа, реже 1000…1200 МПа (для термообрабатываемых сплавов). Относительное удлинение до 3…10% (в зависимости от марки материала) и твердости до HRC 40 (для термообработанных сталей).

7) Шероховатость поверхностей. Шероховатость обеих наружных поверхностей листа остается в состоянии поставки. Шероховатость торцевых поверхностей после обработки Ra 12,5…Ra 3,2.