Управление процессом формообразования обшивок на оборудовании с ЧПУ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 658.562

УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ОБШИВОК НА ОБОРУДОВАНИИ С ЧПУ М.В. Молод

Предложен метод изготовления обшивок двойной кривизны на обтяжном оборудовании с ЧПУ, обеспечивающий выравнивание поля деформаций, уменьшение количества переходов и снижение трудоемкости процесса формообразования

Ключевые слова: пресс с ЧПУ, формообразование, способ, неравномерность деформаций

В настоящее время предприятия авиационной промышленности оснащены обтяжным

оборудованием с ЧПУ, имеющим широкие технологические возможности. Однако при

изготовлении деталей сложной геометрической формы на поверхности обшивок возникает неравномерность деформаций, за счет чего

увеличивается количество переходов при обтяжке.

Схема процесса формообразования обшивок на прессе с ЧПУ представлена на рис. 1.

Снизить неравномерность деформаций можно посредством применения технологических смазок. Однако при больших углах охвата пуансона заготовкой влияние сил трения при формообразовании возрастает, и устранить неравномерность деформаций применение смазки не удается.

В данной статье предлагается способ

выравнивания деформаций по длине формуемой заготовки на прессе с ЧПУ, что особенно важно при формообразовании перфорированных обшивок каналов воздухозаборников летательных аппаратов. Рассматриваемый способ формообразования может быть применен для изготовления деталей изделий Ил-96-300 и Ан-148.

Коэффициент неравномерности деформации по длине формуемой заготовки может быть оценен с помощью формулы (1):

(1)

где е1 - деформация в середине заготовки;

е2 - деформация на сходе заготовки с пуансона;

а - угол охвата пуансона заготовкой.

Данный способ позволяет осуществлять локализацию деформаций, как в продольном, так и поперечном направлении, что дает возможность выбирать оптимальные параметры растяжения и угла охвата формуемой заготовки. При деформировании обшивки величина растягивающих сил задается с учетом получения в зоне формообразования пластических деформаций. Изменением угла охвата пуансона заготовкой а, и перемещением заготовки относительно пуансона, каждому участку обшивки добавляется заданная величина деформации е и так до полного формообразования детали (рис. 2).

Рис. 1. Схема процесса формообразования обшивок

Молод Марина Владиславовна - ВГТУ, канд. техн. наук, ст. преподаватель, тел. (473)249-53-24 62

І з

Рис. 2. Схема формообразования методом локализации деформаций:

1 - обтяжной пуансон; 2 - стол пресса;

3 - заготовка; 4 - зажимы

Степень неравномерности деформаций,

возникающую из-за наличия у детали второй кривизны, характеризует геометрический коэффициент обтяжки (2):

где /- стрела прогиба;

I - длина заготовки;

Ка - коэффициент, зависящий от угла охвата.

При формообразовании по данному способу пуансон 1 устанавливают на стол 2 пресса и фиксируют заготовку 3 в зажимах 4. Поднимают стол и обтягивают участок I, при этом угол охвата пуансона заготовкой должен составлять не менее 10° (рис. 2).

Затем при помощи зажимов перемещают заготовку относительно вершины пуансона, последовательно формуя, таким образом, гребень заготовки 5 (рис. 3). При этом устанавливается минимальное значение степени деформации, что особенно важно при формообразовании

перфорированных обшивок, имеющих

ограниченные предельные возможности.

Рис. 3. Схема формования гребня детали

Затем изменяя угол наклона пуансона, последовательно формируют ряд участков вдоль гребня, пока не будет сформирована вся поверхность детали.

После чего пуансон устанавливается в начальное положение, и заготовке придается окончательная форма путем калибровки.

Экспериментальные исследования процесса формообразования обшивок проводились для следующих параметров:

- радиус кривизны детали в направлении обтяжки Я=500мм;

- стрела прогиба в противоположном направлении /=100мм;

- материал заготовки Д16АМ толщиной 1,2мм; п = 0,25;

- размеры заготовки: длина - 2000мм, ширина - 700мм;

- угол охвата заготовкой пуансона - 180°;

- коэффициент трения ^= 0,17.

Анализ поля деформаций проводился с помощью делительной сетки, которая наносилась на заготовки перед началом формообразования (рис. 4).

ь

1 8 с*\

О Г-'

170 200 200 200 200 200 80

1450

Рис. 4. Схема нанесения делительной сетки на поверхность заготовки при исследовании поля деформаций

Результаты экспериментов представлены в таблице и на рис. 5.

Значения коэффициента неравномерности ______________деформаций________________

Т радиционный метод Предложенный метод

Єї Є2 Кнд Є1 Є2 Кнд

0,020 0,055 2,750 0,036 0,041 1,138

0,013 0,050 3,846 0,028 0,033 1,178

0,010 0,042 4,200 0,019 0,024 1,263

Результаты экспериментов подтверждают, что предложенный способ формообразования

сплошных и перфорированных обшивок двойной кривизны обеспечивает более равномерное поле деформаций, способствует уменьшению количества переходов и в 2 раза снижает трудоемкость процесса формообразования по сравнению с существующей технологией.

Литература

1. Громова А.Н., Завьялова В.И., Коробов В.К. Изготовление деталей из листов и профилей при серийном производстве. - М.: Оборонгиз, 1960. - 344с.

2. Одинг С.С. Оптимизация формообразования оболочек двойной кривизны на обтяжном оборудовании с ЧПУ // Кузнечно-штамповочное производство. -1985. - № 11. - С.31-33

3. Королев В.И. Упруго-пластические деформации оболочек. - М.: Машиностроение, 1971. - 302с.

Рис. 5. Характер распределения деформаций при обтяжке перфорированных обшивок: а - традиционным методом (2 перехода); б - предложенным методом (1 переход)

Воронежский государственный технический университет

MANAGING THE PROCESS OF FORMING LININGS FOR CNC EQUIPMENT M.V. Molod

We propose a method of manufacturing double curvature skins on close-fitting CNC equipment, ensuring the alignment of the deformation field, reducing the number of transitions and reduce the labor intensity of the process of formation

Key.words: press with CNC, forming, the way the non-uniform deformation