Изготовление деталей из труб давлением эластичных и сыпучих сред для гидрогазовых систем летательных аппаратов

Для изготовления деталей трубопроводов наряду с традиционными материалами, такими как алюминиевые сплавы (АМг2, АМг3, АМг6,) и стали (12Х18Н10Т, ВНС2), все шире используются титановые сплавы (ОТ4, ОТ4-1, ПТ-7), особенно для систем ответственного назначения. Технологические возможности раздачи жидкостью и эластичной средой для титановых сплавов весьма ограничены, поэтому наиболее часто применяемым способом интенсификации является использование нагрева заготовки в процессе деформирования до температур 800-980 оС, обеспечивающих повышение пластических свойств материала. При этом осуществление процесса деформирования при температурах более 400 оС, как правило, сопровождается разрушением пуансона, выполненного из резины или поли-

Рис. 2. Схема устройства для раздачи труб: 1– полуматрицы; 2 –трубная заготовка; 3 – эластичная оболочка; 4 – наполнитель; 5 – пуансон

б)

в)

г)

Рис. 1. Рабочие тела из различных типов сред:

а – гранулированный полиуретан марки ВИТУР Т-0433-85; б – сернокислый калий ГОСТ 4145-84; в – стержни из резины марки 3826, полиуретана марки СКУ-7Л, сплава технического сорбита с глицерином; г – порошок фторопласта марки Ф-3М

уретана. Таким образом, необходимо применение в качестве рабочего тела термостойкой резины или сыпучих термостойких материалов. Однако использование сыпучих материалов в качестве рабочих тел для передачи усилия при раздаче тре- бует дополнительных устройств, например, вибрационных или псевдосжижающих.

Для решения данной проблемы целесообразно использование устройства с применением комбинированного эластичного и сыпучего рабочего тела при электротермическом воздействии на заготовку, которое показано на рис. 3.

Устройство работает следующим образом. В подготовленную матрицу 1 вставляют трубную заготовку 7, внутрь которой устанавливают эластичный стержень 5 (например, из резины), засыпая его сыпучим неэлектропроводным материалом с низким коэффициентом теплопроводности, например, порошком дисульфида молибдена, после чего устанавливают пуансон 4. Посредством перемещения ползуна пресса (не показан) с усилием Р перемещается пуансон 4. От пуансона 4 это усилие передается на эластичный стержень 5 через сыпучий материал 6, в результате чего эластичный стержень 5 деформируется, передавая усилие Р через сыпучую среду 6 на стенки трубной заготовки 7. Перемещение пуансона 4 приводит к замыканию цепи трансформатора 8 и осуществляется электроконтактный нагрев заготовки 7 и формообразование детали. При ходе ползуна вверх происходит размыкание цепи

Рис. 3. Схема устройства для раздачи труб с электроконтактным нагревом:

1 – матрица; 2 – основание; 3 – обойма; 4 – пуансон; 5 – эластичный стержень; 6 – сыпучая термостойкая среда; 7 – трубчатая заготовка; 8 – транформатор трансформатора 8 электроконтактного нагрева. Затем происходит разборка матрицы 1, выемка готовой детали 7 и рабочего тела.

Использование комбинации сыпучего термостойкого материала и эластичного стержня в рабочем теле ведет к упрощению штамповой оснастки, позволяет обеспечить равномерную передачу давления по всем зонам деформирования заготовки при разогреве заготовки непосредственно в штампе.

Штамповка эластичными средами является одним из наиболее универсальных способов об- работки тонколистовых материалов и используется при изготовлении деталей, выпускаемых в количестве от 10 до 20 тысяч штук в год.

Разработанные процессы внедрены на ОАО «Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение имени Ю.А. Гагарина», во многих случаях они оказались безальтернативными для вновь запускаемых в производство деталей. Формообразование деталей из трубчатых заготовок при оптимальных параметрах позволило сократить объем ручных работ в 1,5-2 раза, улучшить точность на 1-2 квалитета. На предприятии принято решение о переводе 10 % листовых деталей на трубчатые заготовки.

Основными статьями эффективности освоения процессов формообразования деталей из трубчатых заготовок в серийном производстве явились:

• -    экономия заработной платы производственных рабочих;

• -    снижение затрат на изготовление штампов в 1,5-2 раза;

• -    экономия металла при штамповке деталей на 10-15 %;

• -    снижение потерь от брака в 1,2-1,5 раза.

Для разных классов деталей себестоимость снизилась в 1,1-1,5 раза.