СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБТЯЖНЫХ ПУАНСОНОВ Российский патент 1996 года по МПК B21D11/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а точнее к крупногабаритной объемной оснастке и может быть использовано в авиационной, судостроительной, ракетно-космической и других отраслях промышленности для формообразования крупногабаритных деталей двойной кривизны из листовых заготовок методом обтяжки с растяжением.

Известны способы изготовления обтяжных пуансонов (Боголюбова В.С. Формообразующая оснастка из полимерных материалов. М. Машиностроение, 1979, с. 57), включающие изготовление гипсового контрслепка, основания и сердечника из пенопласта, заливку и отверждение эпоксипласта между контрслепком и сердечником для образования продольно-поперечного каркаса и оболочки пуансона.

К недостаткам существующего способа следует отнести значительные затраты труда на изготовление контрслепка, сердечника и оболочки, материалов пенопласта, гипса и эпоксипласта, а также низкую точность обводов из-за значительных погрешностей, возникающих при изготовлении гипсового контрслепка и ручной зачистке рабочей поверхности пуансона.

Известно использование в промышленности способов изготовления обтяжных пуансонов монолитной конструкции, включающих изготовление деревянного основания и продольно-поперечного каркаса, заполняемого пескоклеевой массой (ПСК), где в качестве связующего используется эпоксипласт. По этой технологии рабочая поверхность образуется также методом слепка с технологического контрмакета поверхности в результате уплотнения (трамбовки) пескоклеевой массы в каркасе и последующей выдержки до отверждения этой массы и схватывания ее с каркасом. Плоское основание пуансона образуется путем крепления к каркасу листов фанеры.

К недостаткам данного способа изготовления обтяжных пуансонов следует отнести значительные затраты труда на изготовление контрслепка, заполнителя и ручную зачистку рабочей поверхности пуансона. Такой способ изготовления и конструкция не удовлетворяет требованиям, предъявляемым на современном этапе развития технологии самолетостроения и к формообразующей оснастке в части точности и стабильности формы рабочей поверхности. Быстрое старение ПСК, в результате деструкции полимера, сопровождается образованием пустот, что обслуживает снижение его прочности, а несовершенство технологического процесса, допускающего многократную шпаклевку и ручное шлифование рабочей поверхности, приводит к значительным отклонениям. Обтяжные пуансоны, изготовленные по такой технологии, при значительном увеличении габаритных размеров формообразуемых деталей характеризуется большим весом, трудоемкостью изготовления и эксплуатационными затратами, связанными с транспортировкой, ремонтом и хранением на специально отведенных производственных площадях.

Целью изобретения является снижение трудоемкости изготовления, массы пуансона и повышение точности размеров рабочей поверхности.

Это достигается тем, что в способе изготовления обтяжных пуансонов, включающем изготовление продольно-поперечного каркаса, пропитку наполнителя связующим, формообразования пуансонов отверждение связующего, в качестве наполнителя используют губчатую резину, служащую матрицей ультралегковесного наполнителя и способствующую более плотному заполнению каркаса, а в качестве связующего используют жидкотекучий реактопласт, например эпоксидную смолу, обеспечивающую после отверждения необходимую жесткость ультралегковесному наполнителю при формообразовании детали. При этом пропитку наполнителя осуществляют сжатием и окупанием в связующее, что позволяет при наименьших затратах труда и технических средств обеспечить наполнителю минимальный удельный вес и постоянную жесткость наполнителя за счет равномерной пропитки. Формообразование пуансонов осуществляют после разжатия пропитанного наполнителя и отверждения связующего механической обработкой наполнителя по наружному контуру, обеспечивающей высокую точность рабочей поверхности и исключение затрат труда по доводке контура пуансона и изготовлению гипсового контрслепка.

На фиг.1 показан пуансон, общий вид, с местным вырезом; на фиг.2 то же, план; на фиг.3 сечение А-А на фиг.1.

Обтяжной пуансон состоит из коробчатого каркаса и боковых стенок 1 и продольно-поперечного набора стенок 2, установленных на основание 3, заполненное наполнителем 4.

Пуансон размером 100х200х300 мм изготавливали в следующей последовательности. По шаблонам изготавливали из фанеры методом фрезерования боковые стенки 1, продольно-поперечный набор 2 и основание 3. Сборку осуществляют с использованием гвоздей, шурупов и металлических накладок. После сборки каркаса берут губчатую резину 4, пропитыавют ее жидкотекучим реактопластом, например эпоксидной смолой, путем многократного сжатия, окунания в связующее заполняют ей ячейки, образованные стенками. После разжатия пропитанного наполнителя в каркасе и отверждения связующего контур пуансона обрабатывают на фрезерном станке мод ФП-17СМН с ПУ фрезой диаметром 50 мм. При этом погрешность обработки не превышала 0,08-0,12 мм.

Для формообразования деталей пуансон устанавливают на стол обтяжного пресса. Перемещением кареток и стола пресса добиваются необходимого расположения рабочей поверхности пуансона относительно зажимных губок кареток. В результате подъема стола пресса с пуансоном и растяжения заготовки каретками на пуансоне происходит ее формообразование. В местах неплотного прилегания заготовки к поверхности пуансона ее деформируют путем нанесения ударов при помощи монолитных резиновых или полиуретановых бит. При этом перемещение поверхностных слоев пуансона от действия динамических нагрузок исключается за счет равной по всем сечениям пуансона жесткости.

Следует отметить, что одновременно наблюдается снижение уровня шумов при ударах бит, повышается точность формообразования деталей, снижается вес пуансона в десятки раз, повышаются их жесткостные характеристики, снижаются затраты материальных и трудовых ресурсов при изготовлении пуансонов, сокращается цикл изготовления пуансонов.

Сущность изобретения: предварительно изготавливают продольно-поперечный каркас, пропитывают губчатую резину жидкотекучим реактопластом многократным сжатием и окунанием в реактопласт. Затем каркас заполняют пропитанной губчатой резиной. После отверждения жидкотекучего реактопласта осуществляют формообразование рабочей поверхности пуансона механической обработкой по наружному контуру. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБТЯЖНЫХ ПУАНСОНОВ, включающий изготовление продольно-поперечного каркаса, пропитку наполнителя связующим и заполнение каркаса, отверждение связующего и формообразование рабочей поверхности, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления, массы пуансона и повышения точности размеров рабочей поверхности, в качестве наполнителя используют губчатую резину, а в качестве связующего - жидкотекучий реактопласт, пропитку наполнителя осуществляют многократным сжатием, окупанием и связующее, а формообразование рабочей поверхности осуществляют механической обработкой по наружному контуру после разжатия пропитанного наполнителя в каркасе и отверждения связующего. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве жидкотекучего реактопласта используют эпоксидную смолу.