ОБТЯЖНОЙ ПУАНСОН ДЛЯ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ОБШИВОК
STRETCH MALE DIE FOR FORMING LONG SHELLS

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к изготовлению конструкций обтяжных пуансонов для формообразования самолетных обшивок одинарной и двойной кривизны методом продольной обтяжки.
Известен деревянный пуансон, предназначенный для формообразования крупногабаритных листовых деталей (А.И.Грошиков, В.А.Малафеев. Заготовительно-штамповочные работы в самолетостроении. М., Машиностроение, 1976, с.314, рис.10.25), представляющий собой монолитную конструкцию, выполненную из деревянных брусков или досок, склеенных в горизонтальной плоскости.
Такая конструкция оправдана для изготовления обтяжного пуансона длиной до 4 м. При длине пуансона свыше 4 м вес пуансона превышает 5 т, что делает его проблемным для внутрицеховых транспортных перевозок из-за ограниченных возможностей грузоподъемных механизмов. Кроме того, дальнейшее увеличение веса приводит к расслаиванию брусков и досок по поверхностям склеивания при подъеме и перевозке пуансона, а в дальнейшем и к его разрушению. Эффект расслаивания ведет к изменению геометрии обводообразующих поверхностей и снижению качества изготавливаемых на них обшивок. Вышеперечисленное является недостатком для таких конструкций пуансонов.
Известен составной пуансон для обтяжки длинномерных обшивок (патент RU №2120342, МПК B21D 11/20, опубл. 20.10.98), который выполнен из металлических секций с внутренним ребром жесткости, соединенных по продольному и поперечным стыкам, последние из которых расположены по обеим сторонам от продольного стыка и разнесены друг относительно друга.
Основным недостатком данной конструкции при длине пуансона более 5 м является ее весовой параметр, превышающий ограничения, заложенные для механообрабатывающих станков с ЧПУ, на которых пуансон проходит обработку, и для грузоподъемных механизмов, используемых при транспортировке пуансона в цехах предприятия, а также дорогостоящие работы по литью секций пуансона. К недостаткам также относятся низкая технологичность в изготовлении и низкая степень ремонтоспособности пуансона.
Технической задачей изобретения является создание оптимальной конструкции пуансона для формообразования длинномерных обтяжных обшивок длиной до 7 м и более, сочетающего ограниченные весовые параметры с высокой степенью жесткости, высокими эксплутационными характеристиками и повышенной точностью рабочей поверхности с наименьшими трудозатратами и металлоемкостью при его изготовлении.
Обтяжной пуансон для формообразования длинномерных обшивок выполнен в виде каркаса с ребрами жесткости. В отличие от прототипа каркас выполнен в виде рамы, ребра жесткости выполнены в виде ложементов, закрепленных на раме и стянутых поверху продольным профилем жесткости. Рабочая поверхность пуансона выполнена из продольного набора досок из древесно-слоистых пластиков, прикрепленного к ложементам.
Изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг.1 указан общий вид обтяжного пуансона, на фиг.2 - поперечный разрез обтяжного пуансона.
Обтяжной пуансон для формообразования длинномерных самолетных обшивок содержит стальную сварную раму 1, на которой по установочным отверстиям 2 смонтированы дюралевые ложементы 3. Ложементы между собой скреплены стяжками 4 и профилем жесткости 5. Сверху ложементов установлен продольный набор облицовочных досок 6 из древесно-слоистых пластиков. Облицовочные доски соединены с ложементами крепежными элементами 7.
Изготовление и увязка всех элементов конструкции осуществляется на основе электронного моделирования. За счет точности изготовленных элементов и сборки по установочным отверстиям достигается высокое качество сборки каркаса пуансона без наличия существенных напряжений в самой конструкции, а при габаритах обтяжного пуансона 850 x 2050 x 7500 вес достигает 3,5…4,2 т.
Обтяжной пуансон для формообразования длинномерных самолетных обшивок методом продольной обтяжки устанавливается и монтируется на прессе продольной обтяжки FEL 2 x 500-2560-11000 с ЧПУ по базовым отверстиям пресса. Листовая заготовка устанавливается и зажимается в губках пресса, затем продольно растягивается и обтягивается по рабочей поверхности обтяжного пуансона до ее полного прилегания. Данный процесс формообразования по пуансону происходит строго по программе.
Рабочая поверхность обтяжного пуансона, полученная за счет механической обработки облицовочных досок из ДСП на станках с ЧПУ по программе с минимальными припусками на обработку, имеет малый коэффициент трения, что дает возможность формообразовывать обшивки высокого качества. Капитальный и текущий ремонт пуансонов заключается в замене части облицовочных досок либо их полной замене, что не является сложной технической задачей и не ведет к большим материальным и трудовым затратам.
Эксплуатация в течение 3-х лет без ремонта при производстве фюзеляжных обшивок для самолетов и с контролем обводообразующих рабочих поверхностей лазерным радаром показала, что отклонений по геометрическим параметрам у данной конструкции не появилось.