Конструктивно-технологическое описание стенки диафрагмы

Таблица 4 – Характеристика и описание стенки диафрагмы

Наименование характеристики детали	Значение характеристики детали
Общие сведения о детали
Наименование детали	Стенка диафрагмы
Идентификационный номер детали	1.002.01.01
Назначение детали	Деталь каркаса, стенка предназначена для поддержания формы профиля шпангоута, а также для восприятия нагрузки обтекаемого потока воздуха от панелей обшивки и передачи ее на лонжерон и балку.
Общий вид и чертеж детали	Общий вид представлен на рисунке 6,
Характеристика полуфабриката
Марка материала полуфабриката	Деталь изготовлена из сплава Д16АТ ГОСТ 4784-74 – деформируемый дюралюминиевый сплав плакированный закаленный и естественно состаренный
Вид полуфабриката
Размеры полуфабриката и допуски
Физико-механические и технологические свойства материала полуфабриката	Временное сопротивление
Предел текучести
Относительное удлинение	δ =13%
Твердость
Обрабатываемость давлением	Удовлетворительная
Обрабатываемость резаньем	Удовлетворительная
Упрочняемость материала	Тяжелая
Состояние поверхности	Поверхность с нормальной плакировкой, параметр шероховатости не более Ra=2, 5 по ГОСТ 2789-73.
Покрыта антикоррозионной смазкой и оклеена защитной бумагой
Конструкция детали
Общая форма детали	Стенка представляет собой плоскую деталь с двумя отогнутыми бортами и конструктивными элементами
Состав конструктивных элементов детали	Две отбортовка 1-1-70 ГОСТ 17040-80 (нормальная); Отбортовка 1-3-60 ГОСТ 17040-80 (тарельчатая). Два борта с подсечками по ОСТ 1 52468-80 Базовые отверстия ø 8 мм. Сборочные отверстия ø 3, 1 мм.
Размеры и допуски детали
Габаритные
Элементов конструкции	Отклонение отбортовки: мм, мм, мм, мм; Базовые отверстия ø 8H9 (ø 8^{+0, 03})
Механические свойства материала готовой детали
Временное сопротивление
Предел текучести
Относительное удлинение	δ =13%
Состояние поверхностей детали
Шероховатость поверхностей	Шероховатость обрабатываемых поверхностей (торцов) Rа 6, 3 мкм, остальные поверхности в состоянии поставки по ГОСТ 21631-76
Схема покрытий	Анодное оксидирование в растворе хромпика; Покрытие фенолформальдегидной грунтовкой ФЛ-086 с добавлением 2% алюминиевой пудры по ОСТ1 00022-80

Рисунок 7 – Общий вид стенки диафрагмы

Маршрутный технологический процесс

Изготовление детали происходит в условиях условного предприятия, которое располагает всеми производственными возможностями современной технологии самолетостроения, достигнутыми в мире.

Исходный полуфабрикат представляет собой лист с габаритными размерами 2´ 1400´ 2000 мм.

Технологическая схема изготовления детали. Для изготовления детали «Стенка диафрагмы» будет применена схема технологического процесса, состоящая из следующих операций:

1. Изготовить из полуфабриката заготовку;

2. Провести отжиг заготовки;

3. Гибка на формблоке эластичной средой;

4. Правка борта в местах гиба, отбортовок и подсечек;

5. Провести закалку и естественное старение;

6. Получить оксидную пленку на поверхности детали;

7. Получить пленку грунта на поверхности детали;

8. Окончательный контроль;

9. Нанести маркировку на поверхность детали;

10. Сдать деталь цеху-заказчику.

Контроль осуществляется после каждой операции.

Изготовление заготовки

Заготовкой является развертка детали. Развертка имеет отличные, чем у готовой детали габариты, связано это с гибкой борта высотой 20мм. Длина борта в развернутом виде от линии начала гиба составляет 21, 28 мм. Отверстие в заготовке под отбортовку стандартизировано ГОСТ 17040-80 и составляет для нормальной отбортовки 1-1-70 ø 60 мм, для тарельчатой 1-3-60 – ø 50 (рисунок 4.2).

Рисунок 8 – Готовая деталь и ее развертка

Для рационального использования материала разрабатывается карта раскроя, которая представлена на рисунке 4.3. Девять заготовок размещены с учетом припусков на раскрой – 8 мм на диаметр фрезы и 1 мм на чистовую обработку каждой кромки, т.е. минимум 10 мм между заготовками.

Для оценки экономичности определяем коэффициент использования материала (КИМ) по следующей формуле:

, (1)

где N – количество заготовок из одного листа полуфабриката, шт;

S_дет – площадь одной заготовки, мм²;

S_пф – площадь листа полуфабриката, мм²;

В данном примере N=10 шт; S_дет =138163 мм²;

S_пф =H*L=1400*2000=2800000 мм².

Тогда:

КИМ= .

Для увеличения КИМ свободные площади на листе заполним другими мелкими совместно обрабатываемыми деталями. Это повысит КИМ до 0, 65 – 0, 68

Рисунок 9 – Карта раскроя полуфабриката

Поскольку габаритные размеры заготовки достаточно велики, чтобы вырубать ее в штампе, для получения заготовки будем использовать фрезерование. Фрезерование – это наиболее производительный процесс обработки плоских и фасонных поверхностей. Заготовки будем фрезеровать из пакета листов на раскройном одно-портальном радиально-фрезерном станке с ЧПУ модели РФП-2, характеристики которого приведены в таблице 5.

Таблица 5 – Характеристики РФП-2

Наименование характеристики	Значение
Наибольшие габаритные размеры обрабатываемых деталей, мм	6000´ 2000
Высота пакета, мм
Габаритные размеры рабочего стола, мм	8400´ 2100
Частота вращения шпинделя при фрезеровании, об/мин
Частота вращения шпинделя при сверлении, об/мин
Диаметр фрезы, мм	8-12
Диаметр сверла, мм	2, 5-8
Мощность привода шпинделя при фрезеровании, кВт
Мощность привода шпинделя при сверлении, кВт
Точность обработки по контуру и координатам сверления отверстий, мм	±0, 25
Шероховатость поверхности	Rz 40

Контроль заготовки. После проведенной операции необходимо контролировать заготовку, а именно проверить:

- соответствие марки материала и обозначение деталей по чертежу (визуально на бирке);

- наличие клейма цеха поставщика (визуально);

- внешний вид (визуально);

- толщину материала (толщиномер);

- шероховатость (образцы шероховатости).

Отжиг заготовки

На этом этапе проводят отжиг заготовки при температуре 350-370⁰С в течение 2-4 часов с охлаждением в печи в течение 15 минут (до 150⁰С), далее на воздухе. Отжиг необходим для того, чтобы вывести материал из твердого состояния перед деформированием.

Деформирование детали

Деформирование заготовки будет осуществляться эластичной средой. Преимуществом этого метода является то, что давление распространяется равномерно по всей поверхности заготовки в отличие от других методов. Процесс гибки-формовки можно рассматривать состоящим из трех стадий:

- равномерное пластическое деформирование (изгиб) до момента возникновения потери устойчивости;

- развитие потери устойчивости до момента соприкосновения складок с поверхностью формблока;

- расправление (посадка) складок до полного прилегания борта к формблоку.

Давление в этом случае складывается из давления, необходимого для огибания борта вокруг ребра формблока и давления, достаточного для упругопластического сжатия борта в тангенциальном направлении.

Определим потребное давление для формовки борта.

, (5)

где – экстраполированный предел текучести;

– радиус нейтрального слоя, равный 4 мм;

– толщина листа, равная 2 мм;

– модуль упрочнения;

– длина прямолинейного участка борта, равная 20 мм;

– угол борта, равный 1, 57 рад;

– радиус борта, равный 400 мм.

Экстраполированный предел текучести рассчитывается по формуле:

, (6)

где – предел прочности в отожженном состоянии, равный 230 МПа;

– относительное сужение, предшествующее разрыву.

Относительное сужение, предшествующее разрыву рассчитывается по формуле:

, (7)

где – относительное удлинение при растяжении;

– относительная деформация при растяжении.

Относительное удлинение при растяжении и относительная деформация при растяжении рассчитываются соответственно по формулам (8) и (9):

, (8)

, (9)

где – относительное удлинение материала.

Модуль упрочнения рассчитывается по формуле:

. (10)

Произведем вычисления:

; ;

;

По рассчитанным усилиям для формообразования выбираем гидравлический пресс модели П307, характеристики которого представлены в таблице 4.4.

Таблица 6 – Характеристики гидравлического пресса П307

Наименование характеристики	Значение
Усилие пресса, кН
Деформирующее давление, МПа
Наибольшая высота штампуемой детали, мм
Тип пресса	Плунжерный
Число столов
Габаритные размеры стола, мм	700´ 1400
Скорость перемещения стола, м/с	0, 32
Мощность электродвигателей, кВт

Устранение пружинения

Определим поправку на пружинение при формовке отбортовки по формуле:

, (11)

где Е – модуль упругости, равный 72 ГПа.

Тогда: .

Следовательно, формблок будет изготовлен с углом

Заготовка фиксируется на формблоке с помощью шпилек.

1 – стол пресса; 2 – формблок; 3 – заготовка; 4 – шпильки; 5 – контейнер с резиной; 6 –резина; 7 – верхняя подвижная траверса

Рисунок 10 – Схема формообразования

⇐ Предыдущая 1 2 34