SU1743699A1

SU1743699A1 - Method for manufacture of plate articles with corrugated surface

Info

Publication number: SU1743699A1
Application number: SU894750435A
Authority: SU
Inventors: Игорь Вениаминович Фадеев; Юрий Александрович Лашков; Владимир Викторович Михайлов; Геннадий Васильевич Енютин
Original assignee: Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского; Центральный аэрогидродинамический институт им.проф.Н.Е.Жуковского
Priority date: 1989-10-16
Filing date: 1989-10-16
Publication date: 1992-06-30

Abstract

Изобретение относитс к самолетостроению и может быть использовано дл изготовлени элементов обшивки конструктивных частей летательных аппаратов Целью изобретени вл етс повышение производительности путем интенсификации процесса рифлени . В заготовке перед деформированием с образованием цилиндрического профил , поперечно заданному направлению рифлей, выполн ют фасонные канавки с раздел ющими смежные канавки гребн ми, вершины которых отклонены в одну и ту же сторону, при этом относительное перемещение инструмента осуществл етс по траектории пересекающей каждый гребень, начина с его вершины. 9 ил.The invention relates to aircraft construction and can be used for the manufacture of skin elements of aircraft structural parts. The aim of the invention is to increase productivity by intensifying the corrugation process. In the workpiece before deformation with the formation of a cylindrical profile transverse to a predetermined direction of the flute, shaped grooves are made with adjacent ridges separating the adjacent grooves, the tops of which are deflected in the same direction, while the relative movement of the tool is carried out along the path of each ridge from its top. 9 il.

Description

Изобретение относитс к самолетостроению , может быть использовано дл изготовлени наружной обшивки конструктивных частей летательных аппаратов дл снижени аэродинамического сопротивлени турбулентного трени FIELD OF THE INVENTION The invention relates to aircraft manufacturing, can be used for the manufacture of outer skin of structural parts of aircraft to reduce the aerodynamic resistance of turbulent friction

Известен способ изготовлени изделий с рифленой поверхностью, согласно которому рифленую поверхность образуют с помощью лазерного луча 6. Согласно этому способу обработку осуществл ют путем перемещени заготовки или сканировани лазерного луча. Испарение материала с образованием рифлей происходит в местах действи лазерного излучени при высоких температурах. Одним из недостатков известного способа вл етс то, что при этом невозможно получить четкое очертание рифлей, в св зи с чем этот способ нецелесообразно использовать дл изготовлени обшивки летательных аппаратов.A known method of manufacturing products with a corrugated surface, according to which a corrugated surface is formed using a laser beam 6. According to this method, processing is carried out by moving the workpiece or scanning a laser beam. The evaporation of the material with the formation of flute occurs in the field of laser radiation at high temperatures. One of the drawbacks of the known method is that in this case it is not possible to obtain a clear outline of flute, and therefore this method is not advisable to be used for the fabrication of aircraft linings.

Известный способ изготовлени пластинчатого издели с рифленой поверхностью 1 предусматривает рифление листовой заготовки и получение в последующем издели заданных размеров и конфигурации Заготовку деформируют, сообща ей цилиндрический профиль, после чего осуществл ют относительное перемещение инструмента вокруг заготовки по спиральной траектории, в процессе которого на заготовке формируютс рифли в виде отрезков одной и той же винтовой линии После завершени формировани рифлей заготовке возвращают первоначальный профиль и из нее вырезают изделие, имеющее заданные размеры и конфигурациюThe known method of manufacturing a plate product with a corrugated surface 1 provides for the corrugation of the sheet stock and the subsequent production of a given size and configuration. The workpiece is deformed, with a cylindrical profile, then the relative movement of the tool around the workpiece along a spiral trajectory takes place, during which reefs are formed on the workpiece. in the form of segments of the same helix. After completion of the formation of a flute, the initial profile is returned to the blank. and cut out of it the product having a predetermined size and configuration

Известный способ разрабатывалс дл получени с высокой производительностью изделий с рифленой поверхностью, имеющей сплошные гребни Исследовани ми 5 установлено, что более низкое значение со2The known method was developed to obtain high-performance products with a corrugated surface having solid crests. By research 5 it was established that a lower value of co2

СО О Ю ЮSO Oh Yu Yu

противлени турбулентного трени имеет рифлена поверхность, имеюща форму плакоидна чешу , характерна , например , дл кожи акулы, Дл плакоидной чешуи характерно наличие шипов (коронок), направленных своими заостренными вершинами назад (по ходу движени акулы) 3, 4. В этой св зи возникла необходимость изготовлени рифленых поверхностей пластинчатых изделий, имеющих вид плакоид- на чешу . Рассмотренный известный способ 1 прин т в качестве прототипа.resistance to turbulent friction has a rippled surface having a form of placoid scales, characteristic, for example, of shark skin. For placoid scales, there are thorns (crowns) with their pointed tips to the back (along the movement of the shark) 3, 4. In this connection, the need to fabricate corrugated surfaces of plate products that look like placoid. Considered known method 1 is adopted as a prototype.

Целью изобретени вл етс повышение производительности при получении поверхности типа плакоидна чешу путем интенсификации процесса рифлени ,The aim of the invention is to increase productivity in obtaining a surface of the type of placoid scale by intensifying the process of corrugation,

Цель достигаетс тем, что в известном способе изготовлени издели с рифленой поверхностью, согласно которому листовую заготовку деформируют с образованием ци- линдрического профил , формируют рифли путем относительного перемещени инструмента вокруг заготовки по спиральной траектории, а перед получением издели заданных размеров и конфигурации заготовку или часть ее деформируют до придани ей исходного профил , согласно изобретению, перед деформацией заготовки с образованием цилиндрического профил на рабочей стороне заготовки поперечно заданному направлению рифлей выполн ют фасонные канавки с раздел ющими смежные канавки гребн ми, вершины которых отклонены в одну и ту же сторону, при этом относительное перемещение инструмента при фор- мировании рифлей осуществл ют в направлении, обеспечивающем пересечение инструментом каждого гребн ,начина с его вершины.The goal is achieved by the fact that in a known method of manufacturing a product with a corrugated surface, according to which the sheet blank is deformed to form a cylindrical profile, rifles are formed by relative movement of the tool around the blank along a spiral trajectory, and before receiving a product of a given size and configuration deform to give it the original profile, according to the invention, before deformation of the workpiece with the formation of a cylindrical profile on the working side of the workpiece transversely to a given direction of the flute, shaped grooves are made with ridges separating adjacent grooves, the tops of which are deflected in the same direction, while the relative movement of the tool when forming the flute is carried out in the direction ensuring the tool’s intersection with each ridge. tops.

На фиг. 1-5 в схематическом виде пред- ставлен предпочтительный вариант осуществлени способа; на фиг. 6 и 7 - поперечный разрез участка заготовки-полуфабриката после выполнени на его поверхности фасонных канавок и раздел ющих смежные канавки гребней, а также профиль резца, используемого дл осуществлени этой операции; на фиг. 8 и 9 - поперечный разрез участка после формировани рифлей , а также поперечный разрез резца дл осуществлени этой операции.FIG. 1-5 schematically show a preferred embodiment of the method; in fig. Figures 6 and 7 show a cross section of a section of a semi-finished preform after performing on its surface shaped grooves and dividing adjacent grooves of the ridges, as well as the cutter profile used to perform this operation; in fig. 8 and 9 is a cross-section of the area after the formation of a groove, as well as a cross-section of the cutter for performing this operation.

Способ состоит из четырех этапов: подготовки заготовки к обработке, выполнение фасонных канавок с образованием разделительных гребней заданной формы, форми- рование рифлей, получение издели заданных размеров и конфигурации.The method consists of four stages: preparation of the workpiece for processing, making shaped grooves with the formation of separating ridges of a given shape, forming a flute, obtaining a product of a given size and configuration.

Заготовка 1 выполн етс в виде квадрата , длина стороны которого выбираетс с учетом диаметра оправки 2. Последн Blank 1 is made in the form of a square, the side length of which is chosen taking into account the diameter of the mandrel 2. The last

снабжена полуос ми 3 дл установки в центрах токарного станка, а также дл присоединени поводка (на чертежах не показаны). Базирующа поверхность оправки 2 представл ет собой цилиндрическую поверхность , образующа которой параллельна полуос м 3, а направл юща имеет форму дуги окружности. Радиус этой окружности выбираетс из условий обеспечени упругих деформаций заготовки 1 при ее базиро- вовании на оправке 2, длина дуги - из условий получени фасонной канавки или рифли заданной длины, а длина образующей - по крайней мере не меньше длины стороны квадрата заготовки. Оправка 2, кроме того, снабжена приспособлением дл беззазорного базировани заготовки 1 на оправке 2, которое при всех вариантах исполнени должно располагатьс внутри окружности 4, очерчивающей базирующую поверхность. В частности, это приспособление содержит цилиндрические стержни 5, дл размещени которых в оправке 2 за пределами базирующей поверхности выполнены продольные фасонные пазы, прижимную планку 6 с отверсти ми, равномерно расположенными вдоль планки , и болты 7, под которые в оправке 2 выполнены резьбовые отверсти . В процессе подготовки заготовки 1 по обе стороны от оси Y выполн ют соответственно отверсти 8 и 9, расположение которых в каждом р ду должно соответствовать расположению отверстий в планке 6. Кроме того, указанные отверсти должны быть выполнены на таком рассто нии от оси Y, чтобы после базировани заготовки 1 на оправке 2 была бы обеспечена попарна соосность соответствующих отверстий 8 и 9. В заготовке 1 выполн ют также отверсти 10 и 11. к расположению которых относительно оси X предъ вл ютс те же требовани , что и к расположению отверстий 8 и 9 относительно оси Y.provided with axles 3 for installation in the centers of the lathe, as well as for connecting the driver (not shown in the drawings). The base surface of the mandrel 2 is a cylindrical surface, which forms parallel to the semi-axis m 3, and the guide has the shape of an arc of a circle. The radius of this circle is chosen from the conditions for providing elastic deformations of the workpiece 1 when it is based on the mandrel 2, the length of the arc is due to the conditions for obtaining a shaped groove or rifle of a given length, and the length of the generatrix is at least not less than the side length of the square of the workpiece. The mandrel 2 is furthermore provided with a device for the backlash-free basing of the workpiece 1 on the mandrel 2, which in all versions must be located inside the circle 4 delineating the basing surface. In particular, this device contains cylindrical rods 5, for accommodating which longitudinal shaped grooves are made in the mandrel 2 outside the basement surface, the clamping bar 6 with holes evenly spaced along the bar and the bolts 7, under which the threaded holes are made in the mandrel 2. During the preparation of the workpiece 1, holes 8 and 9 are made on both sides of the Y axis, respectively, the arrangement of which in each row should correspond to the location of the holes in the bar 6. In addition, the holes must be made at such a distance from the Y axis so that after the workpiece 1 has been based on the mandrel 2, pairwise coaxiality of the corresponding holes 8 and 9 would be ensured. and 9 relative to the Y axis.

Дл выполнени фасонных канавок 12 подготовленную заготовку 1 базируют на оправке 2. Дл этого листовую заготовку 1 ориентируют на оправке 2 так. чтобы ось Y была бы параллельна полуос м 3, после чего заготовку 1 вручную или с помощью каких- либо известных приспособлений (на чертежах не показаны) упруго деформируют вокруг оправки 2, добиваютс совмещени (попарной соосности) соответствующих отверстий 8 и 9 (или 10 и 11) и фиксируют заготовку 1 на оправке 2/с помощью стержней 5, прижимной планш 6 и болтов 7.To form the shaped grooves 12, the prepared blank 1 is based on the mandrel 2. For this, the sheet blank 1 is oriented on the mandrel 2 in the following way. so that the Y axis would be parallel to the semi-axis m 3, after which the workpiece 1 is manually or using some known devices (not shown) elastically deformed around the mandrel 2, matching (pairwise alignment) of the corresponding holes 8 and 9 (or 10 and 11) and fix the workpiece 1 on the mandrel 2 / with the help of rods 5, pressure plate 6 and bolts 7.

Дл выполнени фасонных канавок 12 с раздел ющими гребн ми 13 оправку 2 совместно с деформированной заготовкой 1To form the shaped grooves 12 with dividing ridges 13, the mandrel 2 together with the deformed workpiece 1

через поводок привод т во вращение с заданной скоростью, и с помощью резца 14, конфигураци которого соответствует профилю фасонной канавки 12, поочередно протачивают одну канавку за другой, обес- печива заданное рассто ние между гребн ми 13. После завершени процесса изготовлени канавок 12с гребн ми 13 заготовку-полуфабрикат 15 снимают с оправки 2 и придают ей первоначальный профиль заготовки 1, при этом участки заготовки- полуфабриката 15 вблизи отверстий 8 и 9, профиль которых восстановить невозможно , отрезают.through a lead, is driven into rotation at a predetermined speed, and using a cutter 14, the configuration of which corresponds to the profile of the shaped groove 12, alternately wears one groove after another, providing a predetermined distance between the ridges 13. After the completion of the manufacturing process of the grooves 12 with ridges 13, the semifinished preform 15 is removed from the mandrel 2 and the initial profile of the preform 1 is attached to it, while the portions of the semifinished preform 15 near the holes 8 and 9, the profile of which cannot be recovered, are cut off.

Дл формировани рифлей 16, т.е. дл осуществлени третьего этапа способа, листовую заготовку-полуфабрикат 15 базируют на оправке 2, располага при этом заготовку-полуфабрика 15 так, чтобы канавки 12 и гребни 13 были ориентированы па- раллельно полуос м 3. Базирование заготовки-полуфабриката 15 осуществл ют аналогично вышеописанному процессу базировани заготовки 1 на оправке 2. Дл рифлени оправку 2 совместно с деформи- рованной заготовкой-полуфабрикатом 15 через поводок привод т во вращение с заданной скоростью, при этом направление вращени выбираетс так, чтобы резец 17, имеющий в сечении, например, треуголь- ную форму, пересекал каждый гребень 13, начина с его вершины (по стрелке А на фиг. 6), обеспечивают заданную глубину резани и заданную поперечную подачу. В результате такого относительного перемещени рез- ца 17 вокруг заготовки-полуфабриката 15 на цилиндрической поверхности последней вырезаютс рифли 16 в виде отрезков одной и той же спирали, шаг которой выбираетс значительно меньше, чем рассто ние между фасонными канавками 12. Поэтому угол пересечени рифлей 16 и канавок 12 приблизительно равен 90°. Если профиль рифли 16 за один проход обеспечить по тем или иным причинам невозможно, осуществл ют мно- гопроходную нарезку. После получени рифлей заданного профил заготовку-полуфабрикат 18 снимают с оправки, придают ей (заготовке-полуфабрикату) требуемый профиль, например профиль листовой зато- товки 1, и вырезают из нее изделие заданных размеров и конфигурации, в котором рифли 16 имеют заданную ориентацию относительно кромок издели .For forming flute 16, i.e. For carrying out the third step of the method, the semi-finished product sheet 15 is based on the mandrel 2, with the semi-fabricate 15 being positioned so that the grooves 12 and ridges 13 are oriented parallel to the semi-axis 3. The basing of the semi-finished product 15 is carried out similarly to the process described above based on the workpiece 1 on the mandrel 2. To groove the mandrel 2 together with the deformed semi-finished product 15 through a lead is rotated at a given speed, while the direction of rotation is chosen so that the cutter 17, having a cross-section, for example, a triangular shape, intersected each ridge 13, starting from its top (along arrow A in FIG. 6), provides a predetermined depth of cut and a predetermined transverse feed. As a result of this relative movement of the cutter 17 around the semi-finished product 15 on the cylindrical surface of the latter, rifles 16 are cut in the form of segments of the same helix, the pitch of which is chosen significantly less than the distance between the grooves 12. grooves 12 are approximately equal to 90 °. If the profile of the rifle 16 cannot be provided for one reason or another for one reason or another, multi-pass cutting is carried out. After obtaining a predetermined profile with a flute, the semi-finished product 18 is removed from the mandrel, the desired profile, for example, the sheet cutting profile 1, is attached to it (semi-finished product), and a product of specified dimensions and configuration is cut out of it, in which the rifles 16 have a predetermined orientation with respect to the edges products.

Поверхность получаемого издели бу- дет представл ть собой плакоидную чешую, т.е. она будет образована упбр до- ченно расположенными шипами, заостренные вершины которых отклонены в одну и ту же сторону.The surface of the resulting product will be a placoid scale, i.e. it will be formed by upbringed spines, the pointed peaks of which are deflected in the same direction.

Изобретение иллюстрируетс следующим примером. Изготавливалось пластинчатое изделие, имеющее размеры 350x350 мм, поверхность которого имела вид плакоид- ной чешуи с рассто нием между смежными шипами 1,5 мм по оси X и 0,2 по оси Y при высоте каждого шипа 0,2 мм.The invention is illustrated by the following example. A lamellar product having dimensions of 350x350 mm was made, the surface of which had the appearance of placoid scales with a distance between adjacent spikes of 1.5 mm along the X axis and 0.2 along the Y axis with a height of each spike of 0.2 mm.

Дл изготовлени издели были использованы:For the manufacture of the product were used:

токарно-винторезный станок 1А616;turning screw cutter 1A616;

резец с режущей вставкой из натурального алмаза треугольного профил с углом 53° при вершине;cutter with a natural diamond cutting insert of a triangular profile with an angle of 53 ° at the apex;

резец с режущей вставкой из быстрорежущей стали Р18 с конфигурацией, соответствующей заданному обводу плакоидной чешуи ;a cutter with a cutting insert of high-speed steel P18 with a configuration corresponding to a given bypass of the placoid scale;

заготовка размером 570x570 мм, толщина 0,6 мм, материал - магниевый сплав МА-8;billet size 570x570 mm, thickness 0.6 mm, material - magnesium alloy MA-8;

оправка, изготовленна из дюралюмини В-95Т в виде штифованного круглого цилиндра диаметром 182 мм и длиной 380 мм. Бокова поверхность этого цилиндра в пределах , очерченных дугой 260°, что соответствует длине дуги приблизительно 410 мм, вл етс базирующей поверхностью. Между образующими цилиндра, ограничивающими базирующую поверхность, в оправке выполнено углубление дл размещени приспособлени , предназначенного дл беззазорного базировани заготовки на оправке. Оправка снабжена полуос ми, ось которых совпадает с осью базирующей поверхности;a mandrel made of duralumin V-95T in the form of a polished round cylinder with a diameter of 182 mm and a length of 380 mm. The lateral surface of this cylinder, within the limits delineated by an arc of 260 °, which corresponds to an arc length of approximately 410 mm, is a basing surface. A recess is made in the mandrel between the cylinder-forming surfaces bounding the base surface to accommodate a device designed for the backlash-free base of the workpiece on the mandrel. The mandrel is provided with semi axes whose axis coincides with the axis of the base surface;

приспособление дл беззазорного базировани заготовки на оправке содержит: два шлифованных стальных цилиндрических стержн диаметром 35 мм, длиной 380 мм; стальную прижимную планку размером 20x5x380 мм, в которой вдоль продольной оси симметрии с интервалом 20 мм выполнено 18 отверстий диаметром 6 мм; болты М 6 длиной 60 мм в количестве 18 штук, под которые в оправке выполнены резьбовые отверсти , расположение которых соответствует расположению отверстий в прижимной планке.the device for the backlash-free basing of the workpiece on the mandrel contains: two polished steel cylindrical rods with a diameter of 35 mm and a length of 380 mm; steel clamping bar of 20x5x380 mm in size, in which 18 holes of 6 mm diameter are made along the longitudinal axis of symmetry with an interval of 20 mm; M 6 bolts with a length of 60 mm in the amount of 18 pieces, under which in the mandrel are threaded holes, the location of which corresponds to the location of the holes in the clamping plate.

Изготовление пластинчатого издели с поверхностью типа плакоидна чешу осуществл ем следующим образом.The manufacture of a plate product with a placoid scale type surface is carried out as follows.

В листовой заготовке на этапе ее подготовки к обработке были выполнены отверсти дл креплени на оправке на всех последующих этапах. Заготовка вручную была деформирована так, чтобы были совмещены соответствующие отверсти , параллельные оси X. В совмещенные отверсти были введены болты приспособлени дл беззазорного базировани , которые предварительно были пропущены черезIn the sheet blank at the stage of its preparation for processing, holes were made for fastening on the mandrel at all subsequent stages. The billet was manually deformed so that the corresponding holes were aligned parallel to the X axis. Fixed-in bolts for the backlash-free base, which had previously been passed through, were aligned into the aligned holes.

соответствующие отверсти прижимной планки. Внутрь образовавшегос трубчатого тела была введена оправка, после чего упом нутые болты были частично ввернуты в резьбовые отверсти оправки. Затем меж- ду заготовкой и оправкой в соответствующие пазы были введены цилиндрические стержни и произведена окончательна зат жка болтов. В результате такого креплени участок заготовки, прижатый к бази- рующей поверхности, приобрел профиль цилиндрической поверхности.corresponding holes in the clamping plate. A mandrel was inserted into the tubular body formed, after which the said bolts were partially screwed into the threaded holes of the mandrel. Then, between the workpiece and the mandrel, cylindrical rods were inserted into the corresponding grooves and the bolts were finally tightened. As a result of such an attachment, the area of the workpiece pressed against the base surface acquired the profile of a cylindrical surface.

В дальнейшем оправка с закрепленной заготовкой была установлена в центрах станка 1А 616, снабженном поводковым ус- тройством. Выполнение фасонных канавок осуществл ли резцом при скорости заготовки 180 об/мин,Subsequently, the mandrel with the fixed billet was installed in the centers of the 1A 616 machine equipped with a driving device. The execution of the shaped grooves was carried out with a cutter at a workpiece speed of 180 rpm,

После выполнени фасонных канавок на том участке заготовки, который располо жен между отверсти ми 10 и 11, полученный полуфабрикат сн ли с оправки, из отверстий 8 и 9 извлекли болты, после чего упом нутому участку возвратили исходный профиль. Деформированные участки зато- товки-полуфабриката, которым невозможно возвратить исходный профиль, были отрезаны .After making the shaped grooves in the area of the workpiece that is located between the holes 10 and 11, the obtained semi-finished product was removed from the mandrel, bolts were removed from the holes 8 and 9, after which the original profile was returned to the said area. The deformed sections of the semifinished product, which cannot be returned to the original profile, were cut off.

В дальнейшем заготовку-полуфабрикат с фасонными канавками поворачивали на 90° и повторно дефо рмировали до совмещени отверстий 10 и 11, после чего осуществл ли базирование заготовки-полуфабриката на оправке аналогично вышеописанному . После установки в центрах станка оправка с заготовкой-полуфабрикатом приводилась во вращение со скоростью 480 об/мин через поводок, при этом направление вращени выбиралось из услови , чтобы обеспечивалось пересечение резцом Subsequently, the semifinished preform with shaped grooves was turned through 90 ° and redefined to match the holes 10 and 11, after which the semi-finished semi-finished product was based on the mandrel in the same way as described above. After installation in the centers of the machine, the mandrel with the semi-finished workpiece was rotated at a speed of 480 rev / min through a lead, and the direction of rotation was chosen from the condition so that the cutter would intersect

Claims

each crest, starting from its top. The longitudinal feed of the cutter was performed at a speed of 0.2 mm / rev and multi-pass cutting was performed, while at the time of the first, second and third passes the depth of cut was 0.05 mm, at the time of the fourth pass FCO mm, and during that (last) passage - 0.02 mm. As a result of five passes, each ridge was cut into spikes, the tops of which were deflected in one and the same direction, i.e. the surface of the semi-finished billet acquired the appearance of a placoid scale. The resulting blank semi-finished product was removed from the mandrel, it was given a pre-set profile and a product of a given size and configuration was cut out from it on an electroerosive machine. Claim Method A method of manufacturing a plate product with a corrugated surface by deforming the workpiece to form a cylindrical profile, forming a predetermined direction of the flute by moving the tool around the workpiece along a spiral path and deforming it to give it an initial profile, characterized in that, in order to improve performance upon receipt of a surface of the placoid type, by scaling, by intensifying the process of corrugation, before deforming with the formation of a cylinder Cesky profile .On the workpiece, transverse grooves of predetermined direction is performed with a shaped groove section yuschimi adjacent groove ridges, the tops of which are rejected in the same direction, the relative movement of the tool is carried along a path which intersects each ridge Q starting its vertices.

eight. /

7b

ABOUT. /. / I 2

N

.3

1

Fig2

/eight

5

/ 7, Fig. BC

U

Have

YU.Ј

5 7

Fig8

/five

Fig 7

Shg, 9