ПРЕСС ДЛЯ ОБТЯЖКИ ЛИСТОВЫХ ДЕТАЛЕЙ ДВОЙНОЙ КРИВИЗНЫ

Полезная модель относится к обработке металлов давлением, а именно к листовой штамповке обшивочных деталей авиационной техники, и может быть использована при изготовлении кузовных деталей автомобилей, деталей резервуаров нефтяной, газовой и химической промышленностей, деталей бытовой техники и т.п.
Известен вытяжной штамп для пресса двойного действия (патент №2173569, МПК B 21 D 22/02, опубликован 2001.09.20), содержащий пуансон, матрицу с П-образным тормозным порогом и прижим. Форма листовой детали при штамповке определяется пуансоном, а матрица с П-образным тормозным порогом и прижим служат для создания поперечного натяжения листовой заготовки, препятствующего появлению гофров.
Недостатком известного устройства является недостаточная степень поперечного натяжения листовой заготовки, которая особенно ощутима в начальной стадии формообразования, поскольку из-за различия кривизн листовой заготовки в продольном и поперечном направлениях перемещение пуансона приводит к созданию деформаций растяжения пропорциональных этим кривизнам, а поперечная кривизна в начальный момент формообразования равна нулю. Малая степень поперечного натяжения листовой заготовки приводит к возникновению утяжки и появлению гофров, которые не удается полностью расправить при смыкании рабочих поверхностей пуансона и матрицы известного устройства.
Известен способ формообразования обтяжкой тонколистовых деталей двойной кривизны (патент №1361813, МПК B 21 D 11/20, опубликовано 1995.11.20), осуществляемый на обтяжном прессе с установленным на подъемном столе пресса обтяжным пуансоном, на пологих склонах которого
размещены вставки, увеличивающие продольную и поперечную кривизны листовой заготовки. Вставки используют при предварительной обтяжке листовой заготовки. После термообработки заготовку калибруют по обтяжному пуансону без вставок. Наличие дополнительных кривизн при предварительной обтяжке и малая величина деформаций при калибровке позволяют уменьшить (полностью исключить не удается) утяжку заготовки и волнистость (гофры) на ее пологих участках.
Недостатками известного способа являются: ограниченность технологических возможностей (положительный эффект удается получить только для деталей с пологими участками; для деталей куполообразной формы известный способ не подходит) и недостаточная степень поперечного натяжения листовой заготовки, приводящая к возникновению утяжки и появлению волнистости (гофров).
Известен пресс для обтяжки листовых деталей двойной кривизны (Грошиков А.И., Заславский Ю.Л., Горбенко Н.Н. Заготовительно-штамповочные работы в самолетостроении. М.: Оборонгиз 1961; см. рис.6.15а, стр.251.), содержащий станину и смонтированные на ней с возможностью горизонтальной настройки и неподвижные в вертикальном направлении зажимные губки и подъемный стол с установленным на нем обтяжным пуансоном, соединенный с приводом вертикального перемещения. Известный пресс для обтяжки листовых деталей двойной кривизны по своей конструкции наиболее близок к заявляемой полезной модели и принят за прототип. На фиг.1 показана последовательность обтяжки листовой заготовки на прессе, принятом за прототип: а - исходное состояние, б -возникновение поперечной утяжки, в - образование гофров, где 1- листовая заготовка, 2 - зажимные губки, 3 - подъемный стол, 4 - обтяжной пуансон, В исходном состоянии (фиг.1 а) плоская листовая заготовка 1 изогнута и закреплена по двум сторонам в зажимных губках 2. При движении вверх подъемного стола 3 с обтяжным пуансоном 4 в листовой заготовке возникают продольные деформационные растяжения е, величина которых
зависит от угла у (фиг.16) и может быть вычислена с использованием известной формулы (Горбунов М.Н. Технология заготовительно-штамповочных работ в производстве самолетов. - М.: Машиностроение, 1981. см. стр.144, формула 9.2.)
где N' - сила растяжения в центральной части заготовки (при γ=0,
N - сила растяжения заготовки в произвольном сечении, определяемым углом γ,
μ - коэффициент трения между листовой заготовкой и обтяжным пуансоном,
е - основание натуральных логарифмов.
Тогда из выражения
где b, s- ширина и толщина листовой заготовки,
σ - напряжение растяжения,
К, n- модуль и показатель упрочнения материала заготовки, получим следующую формулу
которая после сокращений и преобразований примет вид
0
где ε - деформация растяжения в центральном сечении листовой заготовки (при γ=0).
Из формулы (*) видно, что деформация ε(γ) увеличивается по мере роста угла γ и становится максимальной в зоне схода листовой заготовки с обтяжного пуансона. Деформация поперечной утяжки листовой заготовки имеет обратный знак по отношению к деформации растяжения и численно равна половине ее величины. Таким образом, деформация поперечной утяжки является минимальной в центральной части листовой заготовки,
максимальной - в зонах схода листовой заготовки с обтяжного пуансона и равна нулю в местах крепления листовой заготовки в зажимных губках (зажимные губки плотно удерживают листовую заготовку и препятствуют возникновению поперечной утяжки). Прилегание листовой заготовки к обтяжному пуансону при возникновении поперечной утяжки (фиг.16) является неустойчивым, поэтому листовая заготовка переходит в более устойчивое положение (фиг.1в) с образованием продольных гофров. Чем тоньше листовая заготовка, тем раньше происходит переход из состояния (фиг.16) в состояние (фиг.1в). Разглаживание гофров киянкой на натянутой по обтяжному пуансону листовой заготовке становится практически неразрешимой задачей при толщине листовой заготовки, например из сплава Д16, 0,6 мм и менее. Гофры на листовых заготовках толщиной 0,8 мм и более поддаются ручной правке (разглаживанию киянкой), но качество поверхности детали от наносимых ударов существенно ухудшается.
Недостатком известного пресса для обтяжки листовых деталей двойной кривизны является низкое качество получаемой детали.
Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, заключается в повышении качества обтягиваемых листовых деталей двойной кривизны.
Технический результат достигается тем, что в прессе для обтяжки листовых деталей двойной кривизны содержащем станину и смонтированные на ней с возможностью горизонтальной настройки и неподвижные в вертикальном направлении зажимные губки и подъемный стол с установленным на нем обтяжным пуансоном, соединенный с приводом вертикального перемещения, новым является то, что пресс снабжен дополнительными регулируемыми натяжными устройствами с захватами боковых кромок листовой детали.
На фиг.2. показан заявляемый обтяжной пресс (вид спереди, сбоку и сверху).
Здесь: 1- листовая заготовка, 2 - зажимные губки, 3 - подъемный стол, 4 - обтяжной пуансон, 5 - привод вертикального перемещения, 6 -регулируемые натяжные устройства, 7 - захваты, 8 - станина.
На виде сверху - регулируемые натяжные устройства 6 условно не показаны, а их действие на захваты 7 изображено в виде сил поперечного натяжения q.
Пресс для обтяжки листовых деталей двойной кривизны содержит станину 8 и смонтированные на ней с вбзможностью горизонтальной настройки и неподвижные в вертикальном направлении зажимные губки 2 и подъемный стол 3 с установленным на нем обтяжным пуансоном 4, соединенный с приводом вертикального перемещения 5. На подъемном столе 3 закреплены регулируемые натяжные устройства 6 с захватами 7 боковых кромок обтягиваемой листовой заготовки 1. Натяжные устройства 6 регулируются, например, ручными винтовыми приводами.
Предлагаемый пресс для обтяжки листовых деталей двойной кривизны работает следующим образом. Зажимные губки в зависимости от габаритов изготовляемой детали настраивают в горизонтальном направлении на соответствующее расстояние между ними. Плоскую листовую заготовку 1 изгибают и закрепляют по краям в зажимных губках 2. Подъемный стол 3 с обтяжным пуансоном 4 при помощи привода вертикального перемещения 5 поднимают до момента касания обтяжного пуансона 4 с листовой заготовкой 1. К боковым кромкам листовой заготовки 1 прикрепляют захваты 7 и производят предварительное поперечное натяжение листовой заготовки 1 при помощи регулируемых натяжных устройств 6, которые регулируются, например, ручными винтовыми приводами. Включают привод вертикального перемещения 5 и, по мере необходимости, во время формообразования листовой заготовки 1 по обтяжному пуансону 4 производят дополнительное поперечное натяжение листовой заготовки 1 при помощи регулируемых натяжных устройств 6. Процесс обтяжки продолжают до полного прилегания листовой заготовки 1 к обтяжному пуансону 4. В процессе обтяжки
зажимные губки 2 неподвижны, а захваты 7 изменяют свое положение по линейным и угловым координатам от сил поперечного натяжения q, прикладываемых к ним, от натяжных устройств 6, исключая образование гофр при обтяжке деталей.
На обтяжном прессе ОП-3, оснащенном шестью дополнительными регулируемыми натяжными устройствами 6 с ручными винтовыми приводами и захватами шириной по 200 мм каждый, обтягивали листовые заготовки из сплава Д16 толщиной 0,6 мм и исходными габаритами 1500×2000 мм (габариты готовых деталей примерно 1200×1200 мм).
Поперечное натяжение листовых заготовок в процессе обтяжки позволило полностью исключить появление гофров на деталях всей партии из 5 комплектов (5 правых и 5 левых), являющихся обшивками фюзеляжа легкого вертолета. Было получено высокое качество деталей при отсутствии дополнительной ручной доводки.