Разработка технологического процесса производства задней части нервюры
2.1 Технологический процесс изготовления детали «Стенка 1»
2.1.1Конструктивно-технологическое описание детали «Стенка 1»
Конструктивно-технологическое описание детали представлено в таблице 2.1.
Таблица 2.1 - Конструктивно - технологическое описание детали №1 «Стенка»
Свойства детали |
Содержание свойства |
Примечание |
|
1 |
2 |
3 |
|
1 Общие свойства детали |
|||
1.1 Номер детали |
1.013.00.01 |
||
1.2 Наименование |
Стенка |
||
1.3 Назначение |
Деталь внутреннего набора самолета (каркаса) |
||
1.4 Общий вид детали |
|||
2 Характеристика полуфабриката |
|||
2.1 Марка материала полуфабриката |
Д16АМ, сплав системы Al-Cu-Mg. А - лист с нормальной плакировкой, М - в отожженной мягком состоянии. |
ГОСТ 4784-74 «Алюминий и алюминиевые сплавы деформируемые»; термически упрочняемый. |
|
2.2 Вид полуфабриката |
Лист Д16АМ ГОСТ 21631 - 76 |
||
2.3 Размеры и допуски |
1,0±0,02 1200±0,15 2000-0,18 |
||
2.4 Физико-механические характеристики материала полуфабриката |
|||
а) относительное удлинение д |
12% |
В отожженном состоянии |
|
б) предел прочности уB |
145-225 МПа |
В отожженном состоянии |
|
в) предел текучести у0.2 |
- |
Материал без выраженного предела текучести |
|
г) обрабатываемость давлением |
Высокая |
Обладает высокой пластичностью в отожженном состоянии |
|
д) обрабатываемость резанием |
Удовлетворительная |
||
2.5 Состояние поверхности |
|||
Шероховатость |
Ra = 1,25 |
||
3 Конструкция детали |
|||
3.1 Основная форма |
Плоская |
||
3.2 Состав элементов, их компоновка |
Состоит из стенки с двумя криволинейными и одной прямолинейной кромками. Имеется 3 отбортовки разных по направления и размерам и рифт |
||
4 Габаритные размеры, мм |
|||
5 Механические свойства материала готовой детали |
|||
а) предел прочности б) относительное удлинение |
225МПа 10% |
||
6 Схема покрытий |
Ан.Окс. НХР. (анодно-окисное окрашивание наполнением в растворе хромпика) Грунт ФЛ-086 (фенолформальдегидная) |
Распространённые покрытия с хорошо освоенными технологиями |
Характеристика элементов приведена в таблице 2.2
Таблица 2.2 - Характеристика элементов
Элемент |
Основная форма |
Основной размер |
Допуск на основной размер |
Шероховатость поверхностей |
||
Поверхность элемента |
Значение |
|||||
Стенка |
Плоская, криволинейная |
1200247 мм |
±1мм |
Торцы |
Ra 3,2 |
|
Поверхность |
В состоянии поставки |
|||||
Отверстие |
Круглая форма |
24мм |
±0,3мм |
Торцы |
Ra 3,2 |
|
Отбортовка 1 -3-43Б |
Круглая тарельчатая отбортовка 3 типа, направленная вниз |
D1=51мм; D=43мм; d1=37мм. |
±2,5мм |
Торцы |
Ra 3,2 |
|
Отбортовка 1-3-48А |
Круглая тарельчатая отбортовка 3 типа, направленная вверх |
D1=56мм; D=48мм; d1=42мм. |
±2,5мм |
Торцы |
Ra 3,2 |
|
Отбортовка 1-3-60А |
Круглая тарельчатая отбортовка 3 типа, направленная вверх |
D1=70мм; D=60мм; d1=53мм. |
±2,5мм |
Торцы |
Ra 3,2 |
|
Рифт |
1 типа, номер 4, направленный вверх |
Длина 240мм, ширина 20мм |
±1,15мм |
Поверхность |
В состоянии поставки |
2.1.2 Укрупненный технологический процесс изготовления детали «Стенка 1»
Исходный полуфабрикат представляет собой лист с габаритными размерами 2000 Ч 1200 мм;
1. Изготовление из полуфабриката заготовки: поскольку заготовка имеет сложный криволинейный контур, целесообразнее получить контур заготовки раскроем на фрезерном станке из пакета листов;
2. Термическая обработка: так как лист поставляется в отожженном состоянии, то не подлежит промежуточной термообработки;
3. Формирование элементов жесткости (отбортовок, рифта): для образования стандартных отбортовок и рифта используем жесткий штамп;
4. Упрочняющая термообработка: после завершения всех формообразующих операций, деталь подвергается закалке и искусственному старению, для придания ей максимальной прочности;
5. Получение оксидной плёнки: для получения оксидной пленки применим метод анодного оксидирования с наполнением раствором хромпика;
6. Получение плёнки грунта: нанесение грунтовки краскораспылителем;
7. Нанесение маркировки: маркировка наносится вручную, написанием номера детали перьевой ручкой
Таким образом, для изготовления детали может быть применена схема технологического процесса, содержащая операции:
1. изготовить из полуфабриката заготовку;
2. придание заготовки предварительной геометрии;
3. штамповать отбортовки и рифт;
4. выполнить окончательную термическую обработку;
5. образование БО и СО;
6. покрытие;
7. окончательный контроль;
8. нанести маркировку на поверхности детали;
В соответствии с принятой в самолетостроении системой контроль выполняется после каждой операции.
Операция 1. Изготовление заготовки.
Поскольку габаритные размеры заготовки достаточно велики, чтобы вырубать ее в штампе, поэтому для получения заготовки будем использовать фрезерование. Фрезерование - это наиболее производительный процесс обработки плоских и фасонных поверхностей. Заготовки будем фрезеровать из пакета листов на копировально-фрезерном станке, используя шаблон группового раскроя
Для оценки экономичности раскроя, определим коэффициент использования материала (КИМ) по формуле:
(2.1)
где - площадь заготовки, мм2;
- количество заготовок из одного листа полуфабриката, шт.;
- площадь листа полуфабриката, мм2;
= 2000 1200 = 240
.
Для более рационального использования материала, необходимо разработать карту раскроя заготовок. Карта раскроя представлена на рисунке 2.1
Рисунок 2.1 - Карта раскроя полуфабриката
Заготовки будем фрезеровать из пакета листов на копировально-фрезерном станке LH-2200.
Станок копировально-фрезерный LH-2200 предназначен для раскроя фрезерованием листовых заготовок из цветных металлов пакетом толщиной до 25 мм с любым криволинейным наружным и внутренним контуром, а также для сверления отверстий до 15 мм в крупногабаритных заготовках. Его технические характеристики приведены в таблице 2.3.
Рисунок 2.2 - Копировально-фрезерный станок
Таблица 2.3 - Технические характеристики копировально-фрезерного станка
Характеристика |
Технические параметры |
|
1 |
2 |
|
Размеры рабочей поверхности Д Ч Ш, (мм) |
2200х1400 |
|
Расстояние от торца шпинделя до поверхности стола, (мм) |
наибольшее: 295 наименьшее: 80 |
|
Частота вращения электрошпинделя, (об/мин): |
номинальная: 9000 максимальная: 16000 |
|
Мощность приводы фрезы, (кВт): |
7,5 |
|
Номинальный крутящий момент на шпинделе, (Нм) |
13,5 |
|
Конус шпинделя |
HSK-F63 |
|
Наибольший диаметр инструмента, (мм) |
30 |
|
Дискретность задания перемещения, (мм) |
0,01 |
|
Стабильность позиционирования(по координатам Х, Y, Z), (мм) |
0,04 |
|
Габаритные размеры станка ДхШхВ, (мм) |
4500Ч16000Ч1500 |
|
Масса станка, (кг) |
2520 |
Операция 2. Придание заготовке предварительной геометрии.
После разделения полуфабриката на заготовки, необходимо зачистить поверхность кромок, удалить заусеницы.
Операция 3. Формообразование.
Деформирование заготовки будет осуществляться жесткими штампами. Преимущество этого метода в том, что штампы унифицированы для стандартных отбортовок и рифтов.
Определим усилие необходимое для пробивки отбортовки по формуле:
, (2.2)
где L - периметр контура пробивки, мм;
S - толщина штампуемого материала, мм;
- сопротивление срезу, МПа.
Посчитаем усилие, необходимое для пробивки самой большой отбортовки. Тогда получим, что:
При пробивки заготовку удерживаем в нужном положении прижимным устройством, для которого требуется усилие:
, (2.3)
Тогда получим, что требуемое усилие равно:
.
В результате общее усилие вырубки получится равное:
, (2.4)
.
По общему усилию подбирается кривошипный пресс КВ2132 (рисунок 2.3) для пробивки отбортовок в заготовке. Характеристики пресса приведены в таблице 2.4.
Таблица 2.4 - Техническая характеристика кривошипного пресса КВ2132
Характеристика |
Технические параметры |
|
1 |
2 |
|
Номинальное усилие пресса, (кН) |
1600 |
|
Ход ползуна (штока), (мм) |
наибольшее: 25 наименьшее: 160 |
|
Частота ходов ползуна одиночных, (1/мин): |
28 |
|
Частота ходов ползуна непрерывных, (1/мин): |
71 |
|
Размеры стола, (мм) |
1200Ч670 |
|
Размеры отверстия в столе, (мм) |
480Ч320 |
|
Расстояние от оси штока до станины (вылет), (мм) |
360 |
|
Толщина подштамповой плиты, (мм) |
120 |
|
Электродвигатель главного привода, (кВТ) |
19 |
|
Габаритные размеры станка ДхШхВ, (мм) |
2340Ч2100Ч3700 |
|
Масса станка, (кг) |
14000 |
Рисунок 2.3 - Пресс кривошипный КВ2132
Операция 4. Термообработка
Окончательную термообработку проводим после завершения всех формообразующих операций. Нагреваем деталь до 470°С, выдерживаем 2 часа при температуре 170-190°С с последующим охлаждением в воде. (деталь подвергается закалке и последующему искусственному старению).
Операция 5. Сверление отверстий
Необходимо просверлить два базовых отверстия Ш 4 мм по ШОК для базирования детали в сборочном приспособлении, 6 сборочных отверстий диаметром Ш 3 мм, используя сверлильную машину СМ21-6-12000
Операция 6. Покрытие.
После окончательной термообработки на деталь наносится покрытие, перед нанесением покрытия деталь обезжиривают специальным раствором при температуре 50-60°С в течении 5 минут, после чего промывают водой. Далее проводится анодная оксидирование с наполнением раствором хромпика. Затем наносится слой грунтовки ФЛ-086 желтого цвета, распылителем из краскораспылителя. После всего деталь сушат при температуре 80°С в течении 2 часов.
Операция 7. Контроль.
После выполнения всех вышеперечисленных операций, деталь подвергается окончательному контролю. В ходе данной операции будет произведен контроль размеров, контроль шероховатости поверхности при помощи образцов шероховатости и правильность формовки бортов с помощью шаблона внутреннего контура (ШВК).
Операция 8. Маркировка.
Последней операцией является маркировка детали, проводится вручную перьевой ручкой.