научная статья по теме ПРИМЕНЕНИЕ РОТАЦИОННО-ЛОКАЛЬНОЙ ГИБКИ ПРИ ФОРМООБРАЗОВАНИИ ЛИСТОВЫХ ДЕТАЛЕЙ ОБШИВКИ Машиностроение

Текст научной статьи на тему «ПРИМЕНЕНИЕ РОТАЦИОННО-ЛОКАЛЬНОЙ ГИБКИ ПРИ ФОРМООБРАЗОВАНИИ ЛИСТОВЫХ ДЕТАЛЕЙ ОБШИВКИ»

ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ И МАШИНОСТРОЕНИЯ

СУДОСТРОЕНИЕ 3'2000

ка в измерении по дальности, связанная с задачами 1 , ... , 3, без обработки составляет примерно 1,6 мм, с обработкой — порядка 0,1 6 мм, что сопоставимо с результатами, получаемыми западными фирмами.

Таким образом, предложенный метод гомоморфной обработки цифрового изображения на порядок увеличивает точность определения двумерных координат реперных точек на стереопарах при контроле формы

В процессе ротационно-локаль-ной гибки деформирование листовой заготовки осуществляется между нажимным и опорным приводными роликами, матрицей или плитой. Ролик с необходимым усилием прокатывается по поверхности листовой заготовки, обеспечивая заданное формоизменение; малые приращения остаточной кривизны, накапливаясь, придают ей необходимую форму.

При ротационно-локальной гиб-ке усилие и размеры штамповой оснастки значительно меньше, чем при гибке-штамповке на прессах или гиб-ке-прокатке в вальцах, что снижает металлоемкость, стоимость оборудования и оснастки, энергоемкость и затраты на гибку. В настоящее вре-

судовых конструкций. Применение указанной обработки позволяет использовать в видеограмметрических системах недорогие видеокамеры, что значительно уменьшает стоимость системы в целом.

Литература

1. Сердюков В. М. Фотограмметрия. М.: Высш.

шк., 1983.

2. Яншин В. В., Калинин Г. П. Обработка изображений на языке Си для IBM PC. М.: Мир, 1994.

мя ротационно-локальная гибка является перспективным направлением развития процессов формообразования листовых деталей в судостроении и широко применяется за рубежом [ 1 —6].

На отечественных судостроительных и особенно судоремонтных предприятиях уже несколько десятков лет используются листогибочные (ЛГС), а в авиастроении листора-скатные (ЛРС) станки. Однако в рекомендациях по технологии ротационно-локальной гибки отсутствовали методы расчета ее параметров, и процесс формообразования в большей степени зависел от опыта гибщи-ка. В результате процесс гибки был малопроизводительным, трудоем-

3. Опенгейм А. В., Шафер Р В. Цифровая обработка сигналов. М.: Связь, 1979.

4. Бойко Л. Л. Обобщенное преобразование Фурье — Хаара на конечной абелевой группе. Цифровая обработка сигнала и ее применение. М.: Наука, 1981.

5. Голд Б., Рейдер Ч. Цифровая обработка сигналов. М.: Сов. радио, 1973.

6. Залманзон А. А. Преобразование Фурье, Уолша, Хаара. М.: Наука, 1989.

7. Лретт У. Цифровая обработка изображений. М.: Мир, 1982.

8. Марпл С. Л. Цифровой спектральный анализ и его приложение. М.: Мир, 1990. _V_

ким, а гибщик достигал достаточно высокой квалификации только через 10—20 лет работы. В результате ротационно-локальная гибка широко не применялась в отечественном судостроении. Кроме того, в настоящее время большинство опытных рабо-чих-гибщиков вышло на пенсию, а молодые рабочие не идут на столь непрестижную работу. Имеющийся опыт утрачивается. Поэтому для обеспечения широкого внедрения ротационно-локальной гибки необходима разработка прогрессивных технологических процессов и методик расчета параметров и режимов гибки.

Использование результатов выполненных в ЦНИИТС теоретических и экспериментальных исследований позволяет достичь существенного технико-экономического эффекта при гибке листового металлопроката. Разработанные технологии и методы расчета внедрены на судостроительных и судоремонтных предприятиях России, прежде всего на новом оборудовании, разработанном в ЦНИИТС — многофункциональных гибочно-правильных станках (МГПС). Примером может служить формообразование листовых деталей наружной обшивки судна экологического мониторинга «Россия» (рис. 1) методом ротационно-ло-кальной гибки в условиях СФ «Алмаз» на станке МГПС-25. Судно «Россия» является развитием судна типа «Экопатруль». Основные характеристики судна «Россия»: длина по КВЛ — 28,76 м, ширина наибольшая — 8,4 м, одного корпуса по КВЛ — 2,44 м; высота борта — 3,3 м, водоизмещение при осадке 1,7м- 105 т.

Для контроля формы применялись поперечные и продольные шаблоны в количестве 4—7 шт. на одну деталь (рис. 2). Корпус судна насчитывает 1 80 листовых деталей, име-

ПРИМЕНЕНИЕ РОТАЦИОННО-ЛОКАЛЬНОЙ ГИБКИ ПРИ ФОРМООБРАЗОВАНИИ ЛИСТОВЫХ ДЕТАЛЕЙ ОБШИВКИ

В. Ю. Шуньгин, канд. техн. наук (ГНЦ ЦНИИТС)

УДК 621.»81.1:629.5.023.2

СУДОСТРОЕНИЕ 3'2000

ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ И МАШИНОСТРОЕНИЯ

Рис. 2. Контроль формы листовых деталей

ющих двоякую кривизну (рис. 3), кроме листов транца. Технология гибки отрабатывалась на 32 листовых деталях носовой(седлообразные)и кормовой (парусовидные) оконечностей, имеющих наиболее сложную форму. Предварительно, с использованием геометрических данных о форме листовых деталей, были определены линии гиба, которые в большинстве случаев оказались близкими к прямым.

Приведем примеры приближенного расчета максимальной остаточной деформации утонения и угла поворота касательной к линии гиба от-носительно выбранных базовых координатных осей(базовых линий) в средней части листовых деталей: Деталь 551 — седлообразная листовая деталь, расположенная в районе носовой оконечности судна, максимальной шириной в = 1,397 м и максимальной длиной а = 3,852 м:

максимальная пластическая деформация утонения

е^ад-с^иг-ю-3,

4

где = -0,0127 — кривизна поверхности листовой детали вдоль первой базовой линии, м-1; К2 = 0,1714 — кривизна поверхности листовой детали вдоль второй базовой линии, м-'; С = 0,0232 — кривизна кручения поверхности листовой детали вдоль базовых координатных осей, м"';

угол поворота главных осей относительно базовых

1 2 С

а =--агс(д-.

2 «2 - К,

Деталь 679 — парусовидная листовая деталь, расположенная в районе кормовой оконечности, максимальной шириной в = 1,295 м и максимальной длиной а = 3, 664 м: максимальная пластическая деформация утонения £тах = 4,27-10-3; угол поворота главных осей относительно базовых осей а = - 0,0858 (а = -5°).

Перед гибкой по разработанным таблицам выбирался ролик с необходимым поперечным радиусом рабочей поверхности и определялся прогиб листовой заготовки

под роликом W , а затем вертикальное перемещение верхнего ролика

Р Пример расчетов режимов гибки представлен в табл. 1 для следующих условий деформирования: материал — алюминиевый сплав АМг61 Б, толщина листовой детали h = 5 мм, расстояние между опорами L = 115 мм.

В процессе экспериментальных исследований было определено, что при гибке раскаткой наилучшим является ролик, имеющий максимальный поперечный радиус кривизны — это позволяет легко изготавливать листовые детали, одна кривизна поверхности которых намного превосходит другую. Поэтому использовался цилиндрический ролик. Ширина дорожки около 50 мм оказалась до-

статочной для обеспечения необходимой производительности и точности формообразования листовых деталей.

Были выполнены расчеты для определения необходимого усилия гибки раскаткой в каждой точке листовой заготовки. Пример расчетов режимов гибки представлен в табл. 2.

В процессе работ по гибке с одновременной проверкой основных теоретических положений и отработкой технологических процессов была выявлена возможность сокращения продолжительности формообразования листовой детали средними размерами 3,6 х 1,8 м и толщиной 5 мм с 3 ч до 45 мин, т. е. в четыре раза, за счет предварительного расчета режимов и соблюдения технологии гибки.

Таблица 1

Режимы гибки при ротационно-локальном изгибе

г го ^магр.' ^^ Крожр/ W0, мм Zp, мм

40 75,2 200 376 6,71 140,3

50 114 250 570 5,37 141,6

60 162 300 810 4,47 142,5

70 216 350 1080 3,83 143,2

80 313 400 1565 3,35 143,6

90 406 450 2030 2,98 144,0

100 425 500 2125 2,68 144,3

120 810 600 4050 2,24 144,8

140 2545 700 12725 1,92 145,1

Примечание, г" Кнагр/Ь; г0 ■ ^разгр/Ь — относительный радиус изгиба листовой заготовки под нагрузкой и после разгрузки; (?иагр, Кразгр — радиус изгиба листовой заготовки под нагрузкой и после разгрузки в направлении, перпендикулярном направлению прокатки.

7 Судостроение № 3, 2000 г.

ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ И МАШИНОСТРОЕНИЯ

СУДОСТРОЕНИЕ 3'2000

Таблица 2

Режимы гибки при ротационно-локальном растяжении

Расстояние от базовой линии до рассматриваемой точки у, м Относительное утонение листовой заготовки (, % Абсолютное утонение листовой заготовки q, мм Ширина области контокта ролика с листовой заготовкой Ь, мм Коэффициент определения усилия гибки Усилие гибки раскаткой Р, Н Число делений на шкале манометра

с, С2

0,1295 -0,267 0,013 2,00 1,91 1,10 34849 4,1

0,2590 -0,318 0,016 2,19 1,85 1,20 43666 4,8

0,3885 -0,404 0,020 2,46 1,76 1,30 50689 5,7

0,5180 -0,524 0,026 2,80 1,59 1,40 56152 6,3

0,6475 -0,678 0,034 3,19 1,50 1,40 60259 6,8

Следует отметить, что сборщик, сварщик и монтажник, участвовавшие в работе, ранее не имели опыта работы, но довольно быстро освоили основные навыки по гибке листовых деталей сложных форм и смогли самостоятельно приступить к работе.

Основные преимущества нового метода гибки:

отсутствие необходимости применения специальной крупногабаритной штамповой оснастки и мощного прессового оборудования;

более высокая степень механизации и производительность процессов формообразования по сравнению с ручной выбивкой на плите;

высокое качество и точность гибки, а также отсутствие неисправимого брака;

возможность увеличения габаритов листовых деталей, что обеспечивает снижение затрат на сборку и сварку корпусных конструкций, а

также контроль и исправление дефектов сварных швов;

Рис. 3. Корпус экологического судна «Россия»

обучение рабочих высокопроизводительной и качественной гибке на станке МГПС-25 требует относительно немного времени.

Таким образом, результаты внедрения разработанных технологических процессов и методов расчета режимов ротационно-локальной гибки показали возможность предварительного расчета режимов гибки с достаточной для практического применения точностью и качеством формообразования листовых деталей.

Литература

1. Высокие прорывные технологии гибки и правки/В. Л. Александров, В. Д. Горбач,

О. С. Куклин, В. П. Шаборшин//Вестник технологии судостроения. 1998. № 4.

2. Перспективные процессы холодной гибки листовых дет

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком