Способ термосилового локального формообразования металлических панелей



Способ термосилового локального формообразования металлических панелей
Способ термосилового локального формообразования металлических панелей
Способ термосилового локального формообразования металлических панелей
Способ термосилового локального формообразования металлических панелей
Способ термосилового локального формообразования металлических панелей

 


Владельцы патента RU 2449847:

Открытое акционерное общество "Центр технологии судостроения и судоремонта" (ОАО "ЦТСС") (RU)

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении металлических конструкций типа модуль-панель, состоящих из листов и ребер или профилей, а также прессованных или сварных панелей. Сначала прикладывают продольные усилия вдоль оси ребер жесткости до придания панели криволинейной формы вдоль этих ребер. Затем - поперечные усилия с одновременным нагревом с вогнутой стороны панели участков в виде клиньев, расположенных поперек ребер жесткости. При этом ширину основания клиньев и шаг между участками выбирают обратно пропорциональным заданным радиусам кривизны, а глубину нагрева осуществляют на высоту заготовки. Снижается длительность и трудоемкость технологического процесса формообразования. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении металлических конструкций типа модуль-панель, состоящих из листов и ребер или профилей, а также прессованных или сварных панелей.

Известны способы гибки и правки металлических деталей с применением упругопластического изгиба в холодном состоянии, а также с применением местных нагревов (Куклин О.С., Шабаршин В.П. «Средства технологического оснащения корпусообрабатывающих цехов». - Л.: "Судостроение", 1985, Куклин О.С., Михайлов B.C. «Проблемы повышения качества правки и гибки корпусных деталей». - "Судостроение", 1988, Горбач В.Д., Васильев А.А. и др. «Технологическое проектирование корпусообрабатывающих цехов судостроительных предприятий». - СПб: ФГУП "ЦНИИТС", 2005).

Известно техническое решение по патенту РФ №927372, в котором при формообразовании металлических заготовок предложено совместное воздействие локальных изгибающих усилий и местных нагревов по линиям гибки.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение ресурсосбережения при гибке и правке металлических деталей и конструкций типа модуль-панель. Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, заключается в снижении длительности и трудоемкости технологического процесса формообразования указанных деталей и конструкций.

Поставленная задача решается следующим образом.

В предлагаемом способе сначала производят приложение продольных усилий вдоль оси ребер жесткости до придания панели криволинейной формы вдоль этих ребер, а затем поперечных усилий с одновременным нагревом с вогнутой стороны панели участков в виде клиньев, расположенных поперек ребер жесткости. При этом ширину основания клиньев и шаг между участками выбирают обратно пропорциональным заданным радиусам кривизны, а глубину нагрева осуществляют на высоту заготовки.

В частном случае предлагаемого способа поперечные усилия прикладывают с учетом последующей тепловой усадки нагретого металла и его пружинения, причем в местах с заданной двоякой кривизной поперечное усилие выбирают прямо пропорционально сумме заданных продольной и поперечной кривизны панели.

Сущность предложения поясняется схемами на фиг.1-5.

На фиг.1 изображена гибка листовой детали ротационно-локальным деформированием (РЛД) с применением местных (локальных) нагревов.

На фиг.2 изображена та же операция с применением последовательно локального деформирования.

На фиг.3 приведен способ гибки (правки) типовой сварной конструкции типа модуль-панель (вид сверху), состоящей из листов и профилей.

На фиг.4 показано поперечное сечение изгибаемой листовой части панели или листов сварной конструкции (сечение А-А на фиг.1-3).

На фиг.5 изображено поперечное сечение Б-Б сварной конструкции модуль-панель (Фиг.3) в месте приварки профиля.

Листовая деталь 1 (Фиг.1) подвергается по линии гиба ротационно-локальному деформированию (РЛД) роликом 3 с радиусом закругления Rп рабочей поверхности усилием Р по сечению 5 (А-А) по предварительно нагретому участку 6 линии гиба шириной bн с шагом линий гиба и нагрева bi. Заданные радиусы кривизны детали - продольный Rпр и поперечный Rпоп (фиг.4).

Листовая деталь 1 (Фиг.2), входящая, например, в состав модуль-панели, может быть изогнута последовательно локальным деформированием (ПЛД) по линии гиба 2 пуансоном 3 с закруглением Rп его рабочей поверхности усилием Р в точках 4, обозначенных крестиками с предварительным нагревом в этих точках, как показано в поперечном сечении А-А на фиг.4. Шаг линий гиба и точек нагрева bi.

Сварная конструкция типа модуль-панель, состоящая из листов 1 и ребер жесткости (профилей) 7 (фиг.3), подвергается локальным нагревам по линиям гиба на листах 2, как показано в сечении А-А на фиг.4. Причем нагрев производится в левой части с вогнутой лицевой стороны сверху, а в правой части конструкции - снизу (фиг.5), так как в этом месте направление гибки меняется.

Местные нагревы листовых деталей (фиг.1-2) и конструкции (фиг.3) производятся в поперечном сечении в виде клина по толщине (высоте) заготовки) (фиг.4 и 5) с шириной основания клина bн. Величина bн выбирается в зависимости от радиуса заданной кривизны изгиба R детали, с которым она связана соотношением, исходя из общепринятой гипотезы плоских сечений при изгибе (фиг.4)

.

Шаг линий гибов bi и ширина нагрева bн увеличиваются с уменьшением требуемого радиуса детали в зависимости от допуска на заданную форму ее поверхности и с учетом последующей тепловой усадки нагретого металла, как это принято при тепловой гибке листов, что определяется по приведенным в описании литературным источникам.

Приложение изгибающих усилий Р (Фиг.1, 2, 3) осуществляется перемещаемыми по линиям гиба 2 роликом или пуансоном, а изгибающие моменты создаются с применением опорных матриц 8 или укладкой грузов, как это выполняется при изгибе листов и секций корпусов судов.

При гибке листовых деталей конструкции (модуль-панели) двойная кривизна получается приданием утонения заготовке Δh (фиг.4), величина которого определяется в зависимости от требуемых радиусов продольного Rпр и поперечного Rпоп изгиба по общепринятому условию несжимаемости твердого тела

Локальный нагрев при гибке и правке может осуществляться установками ТВЧ, газовыми или плазменными горелками, лазером, при этом для создания клиновых прогревов наиболее эффективны первые три указанных метода.

Опробование предложенного способа осуществлялось в производственных условиях ОАО "Судостроительный завод "Северная верфь", где на экспериментальной установке изгибались листы наружной обшивки корпусов судов с применением местных полосовых нагревов газовыми горелками. Для интенсификации формообразования изгибающие моменты создавались обжимом заготовки клиньями по кромкам. Применение местных нагревов также проверялось на станке МГПС-25 в условиях ОАО "СФ "Алмаз". При этом нагрев осуществлялся сварочными электродами.

Применение предложенного способа формообразования (гибки и правки) листовых деталей типа модуль-панель с использованием, например, автоматизированного гибочно-правильного комплекса АГПК-25 позволит по сравнению с применяемым в настоящее время методом РЛД увеличить толщину обрабатываемых листов до 4 раз при проведении зонального нагрева зоны устройствами ТВЧ, например, норвежской фирмы "ELCA". По сравнению с гидропрессами и вальцами снижение требуемого усилия гибки достигает 20-40 раз, массы гибочной оснастки в 12-60 раз, массы оборудования в 3,5-6 раз, установленной мощности в 2-4 раза.

1. Способ термосилового формообразования металлических панелей двоякой кривизны, состоящих из листов с ребрами жесткости или профилей, отличающийся тем, что сначала прикладывают продольные усилия вдоль оси ребер жесткости до придания криволинейной формы с продольным радиусом кривизны панели вдоль этих ребер, а затем для получения поперечного радиуса кривизны прикладывают поперечные усилия с одновременным нагревом с вогнутой стороны панели участков в виде клиньев, расположенных поперек ребер жесткости, причем ширину основания клиньев и шаг между участками выбирают обратно пропорциональными заданным радиусам кривизны, а глубину нагрева осуществляют на высоту заготовки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что поперечные усилия прикладывают с учетом последующей тепловой усадки нагретого металла и его пружинения, причем в местах с заданной двоякой кривизной поперечное усилие выбирают прямо пропорционально сумме заданных продольной и поперечной кривизны панели.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к формообразованию металлических деталей давлением. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в различных отраслях машиностроения и строительства при производстве сложнопрофильных деталей, в частности гофрированных панелей, обшивок и переборок.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении оболочек двоякой кривизны. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении листовых конструкций двоякой кривизны. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности при сгибании труб. .

Изобретение относится к формообразованию ребристых панелей и деталей из прессованных профилей для получения деталей двойной и знакопеременной кривизны. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к изготовлению деталей одинарной и двойной кривизны типа окантовки пассажирских, грузовых и сервисных дверей самолета.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к изготовлению конструкций обтяжных пуансонов для формообразования длинномерных самолетных обшивок одинарной и двойной кривизны методом продольной обтяжки.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии формообразования металлических сферотороидальных или эллиптических оболочек двоякой кривизны или их элементов из листовых заготовок.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к сгибанию листовых материалов, имеющих способствующие изгибанию структуры. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может применяться при формообразовании листовых материалов, в том числе обшивок

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в самолетостроении при изготовлении крупногабаритных листовых и объемных деталей

Изобретение относится к обработке листовых металлов гибкой-прокаткой в роликах и может быть использовано для изготовления авиационных деталей из гнутых профилей. Листовая заготовка проходит через клети гибочно-прокатного станка с осадкой предварительно согнутых стенок и/или полок профиля в последней формообразующей клети и созданием в ней пластического шарнира. Осуществляют приложение к профилю на входе и на выходе в последней формообразующей клети изгибающих усилий и придают профилю заданную продольную кривизну. При этом дополнительные направляющие усилия на полки и стенки профиля на выходе из последней формообразующей клети обеспечивают сохранение формы поперечного сечения профиля. Изменяют место приложения изгибающих усилий на выходе из последней формообразующей клети для изменения радиуса продольной кривизны профиля. При этом в последней формообразующей клети гибочный модуль и гибочно-прокатная клеть, из которой профиль перемещается в последнюю формообразующую клеть, расположены со смещением от последней по направлению продольной гибки. Направляющие элементы гибочного модуля взаимодействуют с поверхностями стенок профиля, располагающихся в плоскости продольного изгиба. Повышается производительность и качество гнутых профилей. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к обработке металла давлением, в частности к изготовлению оболочек с двоякой кривизной поверхности выпуклой формы, основанной на применении методов последовательного или ротационно-локального деформирования. Формообразование последовательным или ротационно-локальным деформированием листовых деталей двоякой кривизны типа сферических, торосферических и парусовидных оболочек осуществляют вдоль кромок заготовки по направлению к ее центру тяжести по спиралевидным траекториям. В результате использования предлагаемого способа снижается трудоемкость процесса формообразования и уменьшаются величины неизбежного деформационного утонения и наклепа, что улучшает качество и работоспособность получаемых конструкций. 4 ил.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к изготовлению деталей оболочек двойной кривизны двояковыпуклой формы для летательного аппарата на существующих обтяжных прессах с программным управлением. Способ включает применение двух этапов формообразования обтяжкой: предварительную обтяжку прямолинейной листовой заготовки после ее обвертки до полного угла охвата обтяжного пуансона, равного 90°, и последующую обтяжку детали оболочки в ее новом положении с угла разгибания за счет растяжения боковых свободных от зажимов участков отформованной заготовки. Между этими этапами формообразования выполняют разгрузку и разгибание с разверткой поверхности оболочки на определенный угол, приводящий к получению изометрической формы ее поверхности по отношении к форме поверхности обтяжного пуансона. После второго этапа формообразования выполняют обратную обвертку детали оболочки на полный угол охвата обтяжного пуансона, равный 90°, до прилегания ее к поверхности обтяжного пуансона за счет придания изначальной изометрической формы, соответствующей поверхности обтяжного пуансона. Уменьшается неравномерность деформации растяжения как в продольном, так и в поперечном направлении листовой заготовки. 14 ил.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к средствам выполнения формообразующих поверхностей двойной кривизны литейной, модельной или штамповой оснастки. При установке стержней в заданные положения их перемещают как минимум в двух направлениях, для чего применяют как минимум одно направляющее стержни устройство, связанное с системой координатных перемещений и соответствующий данному направляющему устройству дозирующий механизм. Расширяются технологические возможности. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх