Повышение эффективности изготовления детали из тонкостенного материала

Аннотация. В Авиастроение заготовительно-штамповочные работы занимают одно из ведущих мест. Из всех деталей самолета 60 . . . 70% изготовляются в заготовительно-штамповочных цехах; трудоемкость этих работ составляет 10 ... 12% от общей трудоемкости изготовления летательной техники. В авиастроение преобладает серийная и мелкосерийное производство, характеристики которой это:

- большая номенклатура;

- небольшие партии с частой конфигурацией деталей;

- минимальные сроки подготовки производства;

Решает данные проблемы штамповка эластичными средами что существенно снижает затраты на производство за счет снижения затрат на изготовление штампа и трудоёмкости его наладки по сравнение с жесткими штампами при которых необходимо обеспечить точность размеров и совпадение рельефов пуансона и матрицы. Применение эластоформеров в процессе штамповки

Связанно с тем что в процессе формообразования он находятся в высокоэластическом состоянии, так же при эластофоровании возникают следующие признаки

- уменьшением сопротивления изгибу (в начальный момент вытяжки радиус скругления имеет наибольшую величину);

 - наличием полезных сил трения между пуансоном и заготовкой, разгружающих опасное сечение; - отсутствием трения между заготовкой и эластичной средой в связи с почти одинаковым их перемещением;

 - действием давления эластичной среды на торцевую поверхность фланца, что разгружает опасное сечение от растягивающих напряжений позволяя опустить возможные просчеты и погрешности на изготовление и доработку штампов. Данные признаки обеспечивают высокую степень деформации в отличии от вытяжных штампов.

Был проанализирован технологический процесс вытяжки детали в штампе и разработана технология методом эластоформования. Были выявлены места где происходят потери времени и ресурсов, что позволит оптимизировать производственный процесс, при внедрении новых деталей.

Ключевые слова: штамповка листовых деталей; эластоформование, гибкость производства, штамповка, листовой материал. вытяжка на гидравлических прессах.

В данной работе был проведен анализ изготовления тонкостенной детали имеющая различные конструктивные элементы.

Рисунок 1. Деталь

Анализ технологичности.

Конструкция детали жесткая, имеющая замкнутый борт по всему периметру, который в свою очередь имеет сложный теоретический контур, так же имеет конструктивный элемент типа выштамповки, которые служат для перелива жидкости. Материал детали АМц. Материал детали АМц представляет сплав алюминия и марганца. Сплав этой системы обладают хорошей прочностью, пластичностью, высокой коррозионной стойкостью и хорошей свариваемостью.

Анализ базовой технологии:

Данная технология вытяжки на штампе весьма оправдана, имеет большое количество преимуществ:

- большой период стойкости оснастки;

- относительную хорошую повторяемость изготовления деталей;

- точность формы и размеров детали довольна высока;

Но все же имеются и минусы, а именно:

- значительные затраты как на обработку самого штампа, так и на полировку поверхности пуансона и поверхности матрицы с шероховатостью не менее Rа 0.8 мкм;

- большая затрата времени на установку (40-50 минут) на один штамп, так же в связи с отсутствием ЧПУ необходимо производить настройку на каждый штамп индивидуально, что занимает порядка 10-15 мин в итоге на установку одного штампа затрачивается около 60 минут. 

- большая затрата времени на проектирование оснастки так как конструкция штампа весьма сложна

На основании проведенного анализа можно сделать вывод, что в данной технологии самый большой недостаток— это значительное время на проектирование, изготовление, отработку оснастки. Как решение данной проблемы был предложен вариант изготовления деталей на прессе эластоформования.  На рисунке 2 представлен пресс эластоформования фирмы АСВ ЕМС 12500 На данном оборудовании появилось возможно использовать формовочные блоки из деревопластика, алюминиевых сплавов, стали, пластика.

Рисунок 2. Пресс эластоформования ЕМС 12500

Формообразование будет производиться путем обжима заготовкой формовочного блока с неподвижной опорой   полиуретаном (то есть полиуретан будет выполнять функцию пуансона и обжимать матрицу, а неподвижная опора позволит плавно скользить материалу по формовочному блоку)

Рисунок 3. Формовочный блок с неподвижной опорой

В ходе работы была спроектирована оснастка, так же произведена апробация данной технологии и на основе данных была произведена доработка оснастки путем увеличения высоты формовочного блока так же был разработан технологический процесс с использованием эластомера.  В ходе внедрения технологического процесса было выявлено что, в связи с использованием формовочного блока с НПО и эластомера в качестве пуансона, значительно сократилось время на проектирование, изготовление, переналадки оборудования и как следствие уменьшился вес и габаритные характеристики оснастки. Все выше перечисленное в совокупности приводит к снижению себе стоимости изготовления детали.

Заключение. Технология эластофорования позволяет повысить эффективность произвоства детали так же повысит гибкость производства. И тем самым уменьшить себе стоимость детали.