СПОСОБ ШТАМПОВКИ ОБОЛОЧЕК СЛОЖНОЙ ФОРМЫ ИЗ ТОНКОЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
FORMING OF COMPOSITE SHAPE SHELLS FROM THIN SHEETS

Предлагаемое техническое решение относится к механической обработке давлением тонколистового материала, а именно, к штамповке с помощью эластичной среды и может найти применение в различных отраслях промышленности, в том числе: машиностроении и приборостроении, при производстве летательных аппаратов, в особенности самолетов и вертолетов, а также в ракетостроении.
а
Из технической литературы известен способ гидроформовки, заключающийся в том, что давление на заготовку передается жидкостью, обеспечивающей равномерное давление по всей поверхности заготовки без образования складок. Этим способом можно осуществлять формовку (вытяжку) деталей сложной формы, в том числе тонкостенных заготовок (Исаченков Е.И. «Штамповка резиной и жидкостью», М., Машиностроение, 1967 г., стр. 339, рис. 212 , б).
Недостаток указанного способа заключается в необходимости дополнительной герметизации штампа, что приводит к усложнению конструкции оснастки
Известен также способ листовой штамповки посредством рабочей среды, при котором давление на заготовку передают через эластичную прокладку, которую для повышения качества получаемой детали предварительно растягивают (SU № 873527, B21D 22/10).
Предварительная растяжка эластичной прокладки приводит к увеличению ее твердости, что в случае штамповки тонколистового материала приводит к ухудшению качества формовки.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому техническому решению можно считать способ вытяжки и формовки листовых заготовок, путем передачи давления на заготовку через эластичную пористую прокладку (SU № 871906, B26D 26/02).
Размещение пористого материала между эластичным пуансоном и заготовкой скорее мешает формообразованию сложной формы при обычной листовой штамповке. В данном случае пористый материал, распределившись по всей поверхности заготовки, становится настолько тонким, что не может оказать существенного влияния на формообразование необходимых сложных форм.
Кроме того, предлагаемая схема формообразования может привести к ухудшению качества формовки, к складкообразованию, которое не всегда можно устранить доработкой.
Задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении качества получаемых деталей сложной формы за счет устранения складкообразования при штамповке тонколистового материала.
3
3
Поставленная задача решается тем, что в способе штамповки оболочек сложной формы из тонколистовых материалов, при котором давление на заготовку передают через эластичную пористую прокладку, давление на заготовку осуществляют металлическим пуансоном по форме эквидистантным матрице с зазором, определяемым толщиной эластичной пористой прокладки, плотность которой выбирают из соотношения 200 кг/м≤ρ≤300 кг/м.
Усилие, передаваемое пуансоном через пористый материал прокладки, изменяет ее объем, в связи, с чем давление на заготовку равномерно распределяется по формуемой поверхности, избегая потери устойчивости (складкообразования).
На фиг. 1 представлена схема предлагаемого способа штамповки оболочек сложной формы из тонколистовых материалов, на фиг. 2 - пример полусферической оболочки с цилиндрическим участком, полученной предлагаемым способом, на фиг. 3 - пример оболочки сложной формы, полученной предлагаемым способом.
Способ включает установку заготовки 1 на жесткую матрицу 2, прижатие ее к жесткой матрице 2 при помощи прижима 3, и воздействие на заготовку 1 давлением, например, пуансона 4 через эластичную прокладку 5, в качестве которой выбирают пористый материал. Пуансон 4 имеет форму эквидистантную форме матрицы 2 с зазором, определяемым толщиной эластичной прокладки.
3
В результате воздействия на заготовку 1, установленную на жесткой матрице 2 и прижатую прижимом 3, давлением через эластичную среду из пористого материала с плотностью (200÷300) кг/м получаем оболочку 6, имеющую сложную пространственную форму.
3
Способ штамповки оболочек сложной формы из тонколистовых материалов рассмотрим на примере использования в качестве эластичной прокладки пористого материала - губки Р-29 ТУ 3105121-91 с плотностью (200÷300) кг/м.
Во время штамповки полусферических оболочек с цилиндрическим участком в зоне кромки, при которой в качестве эластичной прокладки используется вышеназванная губка, на все формуемые участки действует одинаковое давление, исключающее складкообразование.
Эластичная прокладка из пористого материала Р-29 ТУ 3105121-91 также хорошо себя показала при формовке оболочек и более сложной формы, например, оболочек с полуцилиндрическими отводами. На отформованных таким образом тонкостенных оболочках складок не было.
Процесс штамповки эластичной прокладкой из пористого материала очень универсален, располагает большими потенциальными возможностями, позволяет эффективнее предотвращать образование гофров, вследствие чего, значительно сокращается трудоемкость ручной доработки.