Формообразование деталей методами гибки-прокатки и обтяжки
Для формообразования деталей обшивки из листов и фрезерованных панелей широко применяют прогрессивные процессы гибки — прокатки и обтяжки на новом оборудовании, изготовляемом фирмами «Шеридан», «Хаффорд», «Версон» и др. *.
Бее обтяжное оборудование можно разделить на четыре основных типа:
1) растяжно-обтяжные (рис. 3.2) и обтяжные (рис. 3.3, 3.4) прессы с горизонтальным расположением зажимных устройств и заготовки;
2) растяжно-обтяжные прессы с вертикальным расположением зажимных устройств и заготовки (рис. 3.5);
3) комбинированные растяжно-обтяжные прессы с четырьмя зажимными устройствами для выполнения различных видов обтяжки с горизонтальным расположением заготовки;
4) универсальные гидравлические прессы с встроенными зажимными устройствами для одновременного выполнения процессов обтяжки и вытяжки, гибки, подсечки, выдавливания и т. д. (рис. 3.6).
Все новые прессы, применяемые при гибке-прокатке и обтяжке, отличаются широкими технологическими возможностями благодаря
* Фирмы «Шеридан» и «Хаффорд» в настоящее время объединены в компанию «Шеридан-Грей».
5ft
Рис. 3. 3. Обтяжной пресс усилием 500 тс фирмы «Шеридаи-Грей» модель ТС-1000-168-20. Максимальный размер листовой заготовки 4,2×6,0 м |
Рис. 3.4. Обтяжной пресс усилием 680 тс фирмы «Шеридан-Грей», эксплуатируемый на заводе фирмы «Боинг» |
Рис. 3.5. Растяжио-обтяжиой пресс фирмы «Хаффорд». Максимальный размер листовой заготовки 1,6X4,7 м |
дополнительным движениям столов и зажимов, наличием шарнирных растяжных губок с дополнительными цилиндрами для одностороннего натяжения заготовки при несимметричных обшивках; на многих из них предусмотрена возможность совмещения процесса обтяжки с другими процессами деформирования. Максимальная длина заготовок из листа при обтяжке составляет 12 м.
Прессы с горизонтальным расположением зажимных устройств и заготовки выпускает в основном фирма «Шеридан-Грей». Фирма поставляет прессы следующих моделей: ТС-300-120-12; ТС — 1000-168-20; Т-500-168-12,
ТТ-750-144-24; ТС-750-144-
20; ТС-1500-192-30; L-700-
96C-4Q; ТС-750-72-20 и др. с усилием стола 150, 200, 350, 375, 500, 680, 750, 1000 и 1500 тс. Пресс модели ТС-750-72-20 с усилием стола 1500 тс уникален, на нем можно обрабатывать детали размером 4,8×12,2 м.
Большая часть обтяжных прессов оборудована каретками; мак-4 симальное усилие растяжения равно половине усилия стола пресса. Зажимы листа выполнены не клиновыми, а прямого действия, что, по-видимому, при том же усилии зажима листа позволяет уменьшить их габаритные размеры.
Растяжно-обтяжные прессы с вертикальным расположением зажимных устройств (более десяти моделей — 44, 46, 50, 60, 87, 92 и др.) усилием от 50 до 350 тс используются для обработки листов с максимальной толщиной 10 мм (их выпускала фирма «Хаффорд»), Эти прессы предназначены для изготовления листовых обшивок двойной кривизны и формообразования сотовых панелей, на них можно также изготавливать и детали из профилей. Прессы этой группы оснащают сменными зажимными устройствами. Наличие в конструкции перемещающихся рычагов (крыльев) с зажимными устройствами позволяет производить формообразование деталей с большим углом охвата (до 180°).
Для обтяжки листовых обшивок прессы вертикального исполнения могут быть оснащены как криволинейными (рис. 3.7, 3.8), так и прямолинейными (см. рис. 3.5) зажимными устройствами, что
Рис. 3. 7. Растяжно-обтяжной пресс фирмы «Хаффорд» с криволинейными секционными зажимными губками |
Рис. 3. 8. Криволинейные зажимные губки. Длина захвата 1,7 м |
Рис. 3. 9. Растяжно-обтяжной пресс модели L-400-72C-22, совмещенный
с гидравлическим прессом
значительно расширяет их технологические возможности. Нормализованные зажимные устройства поставляются отдельно.
Комбинированные растяжно-обтяжные прессы различных моделей поставляет фирма «Шеридан-Грей». Так, комбинированный пресс модели ТС-750-72-20 предназначен для формообразования обшивок различными видами обтяжки. Максимальные размеры листа 1800X6700 мм, максимальное усилие стола 750 тс.
В производстве применяются узкоспециализированные прессьі фирмы «Шеридан-Грей» моделей TSD-333, TSD-200 и TSD-100 для обтяжки узких лобовых обшивок крыла. Прессы могут компоноваться из отдельных секций на длину лобовой обшивки до 6 м. Различаются указанные модели прессов только удельным усилием формообразования, которое изменяется от 170 до 50 тс/м.
Перечисленные выше растяжно-обтяжные и обтяжные прессы не имеют ни стационарных, ни откатных порталов, за исключением растяжно-обтяжного пресса модели L-400-72C-22 (рис. 3.9), совмещенного с гидравлическим прессом С-образной станиной усилием 85 тс, который используется взамен портала. Отсутствие порталов сужает технологические возможности прессов, поскольку это не позволяет изготовлять на них детали с обратной кривизной.
Преимущество универсальных прессов со встроенными зажимными устройствами состоит в том, что на них можно штамповать крупногабаритные детали сложной формы. Оснастка в этом случае включает только пуансон и матрицу. Роль прижима выполняют универсальные зажимные губки. Фирма «Шеридан-Грей»- выпускает такие прессы трех моделей:
1) пресс SDP-250-85-84-7 с вертикальным усилием 250 тс и усилием растяжных цилиндров 85 тс для формообразования листовых деталей сложной формы из алюминиевых сплавов (максимальный размер заготовки 2X2 м);
2) пресс SDP-400-300-84-12 с вертикальным усилием 400 тс и усилием растяжных цилиндров 300 тс, максимальные размеры заготовки 2X4 м;
3) уникальный пресс LS-1200-72C-12 с вертикальным усилием 2400 тс и усилием растяжных цилиндров 600 тс. На этом прессе проводится поперечная гибка впередвижку крупногабаритных обшивок и монолитных панелей по ширине заготовки.
Для формообразования методом гибки-прокатки панелей крыла, сотовых панелей и других деталей одинарной кривизны толщиной до 9 мм фирма «Макдокнелл—Дуглас» применяет трехвалковый гибочный пресс усилием 1800 тс с длиной валков 12 м, изготовленный фирмой «Версон» с участием фирмы «Фарнхам». Фирма «Боинг» также располагает мощными прессами для образования сложных деталей замкнутой формы. Крупногабаритные бесшовные кольцевые детали, например, переднее кольцо воздухозаборника двигателя изготовляют на одном из таких прессов методом вытяжки за шесть переходов.
Фирма «Макдоннелл — Дуглас» в цехе вырубки и формообразования мелких и средних деталей использует большое количество эксцентриковых прессов, главным образом фирмы «Данли», выпущенных 15—20 лет назад. Операции подачи лент и заготовок в рабочую зону штампа и снятия со штампов готовых деталей на этих прессах механизированы.
Для правки и гибки листов и профилей на самолетостроительных заводах США применяют правильно-гибочные прессы, изготов-
ляемье фирмой «Шеридан-Грей»; На рис. 3.10 представлен правильно-гибочный пресс модели РВ-750-14 с максимальным усилием 750 тс. Расстояние между колоннами 4,2 м. Рабочие части стола и ползуна пресса — поворотные. Роликовая правильная машина предназначена для правки листов шириной до 3,0 м (рис. 3.11). Шесть пар хромированных роликов обеспечивают точную регулировку и высокое качество правки.
Для раскроя листов фирма «Стилвелд» выпускает гильотинные ножницы почти 40 моделей с высокой степенью механизации и авто-
‘ Рис. *3. 12. Пресс для* термокалибровки листовЬк деталей-усилием 150 те фирмы «Шеридан-Грей» |
Рис. 3. 13. Пресс для термокалибровки листовых деталей фирмы сХаф*
форд». Максимальный размер плит 0,6X0,6 м
матизированным регулированием основных параметров — зазора между ножами, угла наклона ножей, расстояния до передних и зад — них упоров и т. д. Длина реза у ножниц одной из моделей достигает 1.0 м.
Для штамповки эластичной средой деталей небольших размеров на фиріме «Макдоннелл — Дуглас» применяется полуавтоматический пресс. Сравнительно небольшой рабочий ход пресса и относительно малая высота формуемых деталей способствует повышению производительности пресса. Стол с подготовленными для формования заготовок форм-блоками подается в рабочее положение и освобождается, когда контейнер поднят путем поворота вокруг горизонтальной оси на угол ~30°. Заготовки поступают на стол с конвейера периодического действия.
Штамповку листовых деталей с нагревом заготовок обычно ведут на прессах двух видов — прессах для термокалибровки деталей после их предварительного формообразования и прессах для. горя-: чего формообразования деталей в изотермических условиях. ‘ ,;д
Для термокалибровки деталей фирма «Шеридан-Грей» поставляет прессы моделей НРЕ-70-25-34, НРЕ-150-75-45 (рис. 3.12). и НРЕ-300-75-34, а фирма «Хаффорд» — пресс модели 173 (рис. 3.13).* Эти прессы отличаются усилием (от 7 до 300 тс) и габаритами нагреваемых плит. Заготовка вместе со штампом закладывается в пресс и зажимается между двумя плитами, которые нагревают до температуры от 90 до 870° С. При калибровке заготовку выдерживают в течение времени, необходимого для релаксации напряжений, возникающих при нагружении в пределах упругих деформаций. Кроме фирм «Шеридан-Грей» и «Хаффорд», подобные прессы выпускают фирмы «Ай-Си-Клиринг», «Мордок», «Груммен» (США).
На заводе в г. Сиэттле для горячей калибровки листовых деталей из сплавов титана используют оборудование с температурой нагрева до 900° С. Возможна перекомпоновка таких прессов для горячей калибровки с целью более рационального использования производственных площадей. Максимальный размер обрабатываемых деталей 4,3X6 м.
Для горячего формообразования листовых деталей из титановых сплавов и других высокопрочных материалов по прогрессивной технологии фирма «Шеридан-Г’рей» поставляет оборудование типа прессов — печей с надежным контролем и регулированием температур нагрева, а также регулированием всех силовых параметров (усилий вертикального и горизонтального ползунов и усилия выталкивателя). Нагревательные плиты пресса выполнены из стали с высоким содержанием никеля, при креплении плит предусмотрена компенсация от термического расширения. Аналогичное оборудование разрабатывает и фирма «Мордок».
Фирма «Хаффорд», креме прессов для термокалибровки и горячего формообразования, выпускает печи сопротивления для нагрева металла перед обтяжкой и штамповкой на падающих молотах — Фирма «Шеридан-Грей» выпускает тяжелые гидравлические ковочные прессы. На рис. 3.14 представлен гидравлический четырехколонный ковочный пресс усилием 3500 тс для горячей объемной ковки-штамповки.