Предлагаемый способ относится к области изготовления вафельных панелей и может быть использован при изготовлении панелей, стенок, оболочек и др. конструкций в тех случаях, когда необходимо иметь монолитную панель и технологию с высоким коэффициентом использования металла. Известен способ изготовления монолитных вафельных панелей из цельной заготовки в виде плиты путем ее фрезерования, описанный в книге «Рекомендации по технологичности самолетных конструкций» под ред. д.т.н. В.В. Бойцова, Оборонгиз 1959 г. 567 стр. Недостатком известного способа является низкий КИМ (коэффициент использования металла), который находится в пределах \0,35-0,40\, Другим недостатком изготовления панелей фрезерованием является узкий круг материалов, из которых можно изготовить металлические вафельные панели. Этот круг ограничен, в основном, алюминием и его сплавами, т.к. алюминий легче других сплавов обрабатывается резанием.The proposed method relates to the manufacture of wafer panels and can be used in the manufacture of panels, walls, shells and other structures in cases where it is necessary to have a monolithic panel and technology with a high utilization of metal. A known method of manufacturing a monolithic wafer panels from a single piece in the form of a plate by milling it, described in the book "Recommendations on the manufacturability of aircraft structures", ed. Doctor of Technical Sciences V.V. Boytsova, Oborongiz 1959. 567 pages. The disadvantage of this method is the low CMM (metal utilization factor), which is in the range of \ 0.35-0.40 \. Another disadvantage of manufacturing panels by milling is a narrow circle of materials from which metal can be made wafer panels. This circle is limited mainly by aluminum and its alloys, as aluminum is lighter than other alloys processed by cutting.
Целью предполагаемого изобретения является способ изготовления монолитных вафельных панелей наплавкой ребер.The aim of the alleged invention is a method of manufacturing a monolithic wafer panels by surfacing ribs.
Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления вафельных монолитных панелей фиксируют заготовку в виде листа толщиной равной толщине полотна панели, разметку выполняют в центре листа для средней ячейки панели двумя парами ортогональных прямых линий, а образование ребер панели ведут наплавкой прерывистыми валиками параллельно одной из пар ортогональных линий с длиной валика равной расстоянию между линиями разметки второй пары ортогональных линий за вычетом толщины ребра и промежутками между валиками равными толщине ребра, затем параллельно линиям второй пары линий разметки наплавку ведут напроход через каждый промежуток и формируют ячейки первого слоя и переходят к наплавке ячеек второго слоя прерывистыми валиками вдоль второй пары ортогональных линий разметки, после чего наплавкой напроход через каждый промежуток между валиками завершают начальную стадию формирования ячееек панели и далее продолжают наращивать высоту ребер увеличением числа слоев наплавки до высоты равной высоте панели в последовательности идентичной начальной стадии формирования ячеек панели.This goal is achieved by the fact that in the method of manufacturing wafer monolithic panels, the workpiece is fixed in the form of a sheet with a thickness equal to the thickness of the panel canvas, marking is performed in the center of the sheet for the middle cell of the panel with two pairs of orthogonal straight lines, and the formation of panel edges is carried out by surfacing with intermittent rollers parallel to one of the pairs orthogonal lines with a roller length equal to the distance between the marking lines of the second pair of orthogonal lines minus the thickness of the rib and the gaps between the rollers equal to the thickness sconces, then parallel to the lines of the second pair of marking lines, surfacing leads through each gap and forms the cells of the first layer and proceeds to surfacing the cells of the second layer with discontinuous rollers along the second pair of orthogonal marking lines, after which surfacing through each gap between the rollers completes the initial stage of cell formation panels continue to increase the height of the ribs by increasing the number of layers of surfacing to a height equal to the height of the panel in a sequence identical to the initial stage of forming Ania panel cells.
В результате анализа известных технических решений при проведении патентных исследований, заявитель не обнаружил технических решений с признаками, сходными с отличительными признаками заявляемого решения, а потому совокупность упомянутых существенных признаков позволяет получить монолитные вафельные панели, уменьшить металлоемкость и повысить КИМ при их изготовлении.As a result of the analysis of known technical solutions during patent research, the applicant did not find technical solutions with features similar to the distinguishing features of the proposed solution, and therefore, the combination of the mentioned essential features makes it possible to obtain monolithic wafer panels, reduce metal consumption and increase CMM in their manufacture.
Предложенное техническое решение поясняется чертежами, где на рис. 1 схематично представлен предлагаемый способ. Способ осуществляется следующим образом. Фиксируют, например, в стенде для сварки листовую заготовку толщиной равной толщине полотна панели. Двумя парами ортогональных прямых размечают в центре листа (рис. 1а) ячейку «D» вафельной панели. Получение ребер ведут наплавкой прерывистыми валиками вдоль одной из пар ортогональных линий (наплавку ведут параллельно оси YY) с длиной валика равной расстоянию между линиями разметки второй пары ортогональных линий за вычетом толщины ребра и промежутками между валиками равными толщине ребра панели (рис. 1в). Затем параллельно линиям второй пары линий разметки, по оси XX наплавку ведут напроход через каждый промежуток и формируют ячейки первого слоя (рис. 1с).The proposed technical solution is illustrated by drawings, where in Fig. 1 schematically presents the proposed method. The method is as follows. For example, a sheet blank with a thickness equal to the thickness of the panel blade is fixed in the stand for welding. Two pairs of orthogonal lines mark the cell “D” of the wafer panel in the center of the sheet (Fig. 1a). The ribs are produced by surfacing with intermittent rollers along one of the pairs of orthogonal lines (surfacing is parallel to the YY axis) with the length of the roller equal to the distance between the marking lines of the second pair of orthogonal lines minus the thickness of the rib and the gaps between the rollers equal to the thickness of the panel edge (Fig.1c). Then, parallel to the lines of the second pair of marking lines, along the XX axis, surfacing leads through each gap and form the cells of the first layer (Fig. 1c).
Наплавку ячеек второго слоя начинают прерывистыми валиками вдоль второй пары ортогональных линий разметки параллельно оси XX с промежутками равными толщине ребра панели. Заканчивают начальную стадию формирования ячеек наплавкой напроход параллельно оси YY через каждый промежуток между валиками. Далее продолжают наращивать высоту ребер увеличением числа слоев наплавки в последовательности идентичной начальной стадии формирования ячеек панели до высоты ребер соответствующих высоте панели.The surfacing of the cells of the second layer begins with discontinuous rollers along the second pair of orthogonal marking lines parallel to the axis XX with gaps equal to the thickness of the panel edge. Finish the initial stage of the formation of cells by surfacing an aisle parallel to the YY axis through each gap between the rollers. Then they continue to increase the height of the ribs by increasing the number of surfacing layers in a sequence identical to the initial stage of formation of the panel cells to the height of the ribs corresponding to the height of the panel.
Экспериментальная наплавка ребер.Experimental surfacing of ribs.
На лист-полотно толщиной 5 мм из стали 30ХГСА наплавляли валики плавящимся электродом, электродной проволокой фирмы ESAB, ТУ 1222-020 55224 353-2005, диаметром 1 мм. Предварительно, лист был зафиксирован и в центре листа выполнена разметка ячейки панели. Размер ячейки 40×40 мм., ширина ребра 4 мм. Режим наплавки: сила тока 66 А, напряжение на дуге 15 В, скорость наплавки 0,6 см\сек, скорость подачи электродной проволоки 5,2 см\сек, расход смеси газов \13-15\л\мин. Длина валика 38 мм, ширина ребра 4 мм. Наплавку производили до получения высоты панели 8 мм. что соответствовало высоте заготовки-плиты взятой в качестве прототипа. Наплавка прерывистыми валиками позволила последовательно разбить общее поле деформаций от наплавки на отдельные участки, снизить тем самым остаточные деформации и получить фрагмент панели с отклонением геометрических параметров в пределах требований предъявляемых к прототипу.Rollers with a consumable electrode, ESAB electrode wire, TU 1222-020 55224 353-2005, 1 mm in diameter, were deposited onto a sheet of cloth 5 mm thick from 30KhGSA steel. Previously, the sheet was fixed and the panel cell was marked in the center of the sheet. Cell size 40 × 40 mm., Rib width 4 mm. Surfacing mode: current strength 66 A, arc voltage 15 V, surfacing speed 0.6 cm \ sec, electrode wire feed speed 5.2 cm \ sec, gas mixture flow rate \ 13-15 \ l \ min. Roller length 38 mm, rib width 4 mm. Surfacing was performed until a panel height of 8 mm was obtained. which corresponded to the height of the blank-plate taken as a prototype. Surfacing with intermittent rollers allowed to sequentially divide the total field of deformations from surfacing into separate sections, thereby reducing residual strains and obtaining a panel fragment with a deviation of geometric parameters within the requirements of the prototype.
Таким образом, по признакам с прототипом, способ изготовления монолитных вафельных панелей позволяет повысить коэффициент использования металла до 90%.Thus, according to the characteristics of the prototype, the method of manufacturing monolithic wafer panels can increase the utilization of metal up to 90%.
