Совершенствование технологии изготовления гнутолистовых профилей для летательных аппаратов

• Автор: Турундаев, Константин Владимирович
• Шифр специальности: 05.07.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 161 с. : ил.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В РАБОТЕ ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА В ОБЛАСТИ ПРОИЗВОДСТВА ГНУТОЛИСТОВЫХ ПРОФИЛЕЙ

1.1. Анализ применения гнутолистовых профилей в авиастроении

1.2. Технологические процессы изготовления гнутолистовых профилей для летательных аппаратов

1.3. Методика проектирования технологических процессов СИ,

МИД, ТП и профилегибочной оснастки

1.4. Анализ методик расчета параметров профилегибочной оснастки Выводы

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СИ, МИД И ПРОФИЛЕГИБОЧНОЙ ОСНАСТКИ
2.1. Разработка методики проектирования технологического процесса СИ, МИД и профилегибочной оснастки по критерию геометрической точности
2.2. Разработка методики проектирования технологического процесса СИ, МИД и профилегибочной оснастки по критерию целостности защитного слоя
2.3. Разработка методики проектирования технологического процесса СИ, МИД по критерию прямолинейности профиля
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ТОЧНОСТИ РАЗРАБОТАНЫХ МЕТОДИК ПРОЕКТИРОВАНИЯ
3.1. Программа экспериментальных исследований
3.2. Экспериментальная проверка методики проектирования технологических процессов СИ, МИД по критерию прямолинейности профиля
3.3. Экспериментальная проверка методики проектирования технологических процессов СИ, МИД и профилегибочной оснастки по критерию геометрической точности
3.2. Экспериментальная проверка методики проектирования технологических процессов СИ, МИД и профилегибочной оснастки по критерию целостности защитного слоя
4. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОФИЛЕЙ
4.1. Оптимизация профилегибочного оборудования
4.2. Внедрение стесненного изгиба и метода интенсивного деформирования
4.3. Экономическая эффективность методики ЗАКЛЮЧЕНИЕ: ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПРИЛОЖЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В РАБОТЕ
ЛА- летательные аппараты;
СИ, МИД - стесненный изгиб и метод интенсивного деформирования;
Ь или В, Ь или Н, я или Б - высота, ширина, толщина полки профиля, мм;
ап,а п+1 - угол подъема полки профиля в п-ом и (п+1)-ом переходе, град.;
а п+1(1)-Угол подъема полки профиля в конце Иго участка плавного перехода;
Е], Ь2, Ь3- длина нормали 1, 2 и 3-го участка плавного перехода, мм;
Ьм.к - длина межклетьевого расстояния, мм;
Ьу.л.Б. - длина кромки профиля плавного перехода, мм;
Еу.л.в.| - длина кромки профиля 1-го участка плавного перехода, мм;
Ву.л б. - относительное удлинение кромки профиля относительно его дна;
Гп -смещения концов кромки профиля между п-ым и (п+1)-ым переходом, мм;
ю-прогиб кромки профиля, мм;
0- угол наклона конца Нго участка плавного перехода, град.; вЕР - относительное удлинение дна профиля во время правки;
Еупр.ЕБ — упругая составляющая деформаций дна профиля во время правки;
Е , о - модуль Юнга и напряжение деформации, МПа; от - предел текучести, МПа;
Б - площадь сечения профиля, мм2;
К- константа упрочнения, Мпа; п- константа упрочнения;
Уц т.- центр тяжести профиля, мм;
В-ь Вн.л. - радиус кривизны профиля по дну и по нейтральной линии, на выходе из последней роликовой пары, мм;
В, Вн.л.1 - радиус кривизны профиля по дну и по нейтральной линии, при нахождении в правильном устройстве, мм;
Ву.т. - упрощенный теоретический радиус правки, мм;
Я кр - радиус кривизны профиля после гиба, без правки, мм;
Яэ — экспериментальный радиус правки, мм;
4 - расхождение между теоретическими и экспериментальными данными.

Важной проблемой при производстве изделий авиакосмической техники является изготовление профилей, обладающих высокими ресурсными и жесткостными характеристиками. Это определяется требованиями снижения массы, увеличение срока эксплуатации летательных аппаратов (ЛА).
Вопросы повышения ресурса и жесткости продольно - поперечного силового набора ЛА определяют применение гнутолистовых профилей, изготовленных из низкопластичных материалов, с радиусом по зонам сгиба, равном толщине листа. Применение гнутых из листа профилей позволяет увеличить ресурс до 60 тысяч часов, что в 2-3 раза выше, чем у прессованных.
Наиболее эффективным и прогрессивным способом^ изготовления таких профилей для ЛА является метод стесненного изгиба (СИ), разработанный Г. В. Проскуряковым, и его разновидность - метод интенсивного деформирования (МИД).
Методика проектирования технологического процесса СИ и МИД предусматривает определение количества переходов, углов гиба для каждого перехода и геометрических параметров роликов по заданным размерам профиля.
При этом отсутствие теоретической модели, связывающей величины углов гиба с величиной относительного удлинения кромки профиля, не позволяет оценить правильность выбора углов гиба по критерию отсутствия пла-

стических деформаций на кромке профиля, приводящих к появлению дефектов: кромковой волнистости, излому боковой полки, продольной кривизне, поперечной крутке.
Отсутствие модели правки ограничивает использование возможностей прокатных станов для совмещения процессов прокатки и правки.
Отсутствие модели взаимодействия заготовки профиля с вертикальным буртом профилегибочной оснастки ограничивает возможности оценки пра-

'У =,
С 2) ґ / Г [ г УО
'Ьр + (-Ьр-хо)'(х-хо)/ 4 1 2 (N0 г£>
V а0 7 ^ / 1 Л 1 aoJ У
(2.14)
Из изначальных данных известно, что касательная проходит через т.А! (хруО, отсюда подставив ее координаты в уравнение (2.14) и решив его получим:

4 +
(-Ьо-хо)(х1і ( 2)
4 ■4
V V а0)
=>хо:

-1 +

,У?-ао+ьО'Х?
2'У,-ৱ2-^.х?+Ь§.х?-ьЫ40,5
(2.15)
При этом нужно учесть, что по уравнению (2.15) у нас получается два корня, лишний корень получается при знаке в двойном знаке “±”. Значе-ние координаты у0 т.В0 (пересечения касательной с эллипсом) находим по уравнению (2.13), подставив туда х0 из формулы (2.15).
Угол наклона касательной (боковой полки) к оси абсцисс х находим, используя уравнение (2.12):
/ 4•хо
1ёа=у0 = — => ап(2)(2) = агс1ё
ао'Уо
Ґ о Ьр-хр
ар-Уо
(2.16)
Определим входящие в ранее найденные формулы по второму участку первого подучастка переменные параметры уь Ьо, ао, зависящие от значения координаты г, а также постоянный для данного перехода параметр хь зависящий от геометрических характеристик формующего инструмента:

= Ьі 1 -Кі2 = л/Ящ-(Ъм.к-2^ ~К2>
(2.17)