Анализ состояния развития науки и техники в области технологии формообразования лонжерона для автомобиля показывает, что в настоящее время на ведущих предприятиях Западной Европы (фирма "MAN"), России (ОАО "КамАЗ") и Беларуси (ПО "БелавтоМАЗ) используются близкие, по сути, технологические схемы производства.

Раскрой развертки лонжерона осуществляется из листовой или полосовой заготовки на прессе, на лазерной или плазменной установке.

Пробивку отверстий в развертке выполняют на контурно-просечных прессах с ЧПУ. Возможно совмещение раскроя развертки с получением отверстий на лазерной установке. На КЗТШ ПО "БелавтоМАЗ" для раскроя развертки лонжерона и пробивки отверстий используют уникальный по размерам и конструкции четырехкривошипный пресс К 4548 усилием 63 000 кН. с выдвижным столом длиной 10 м.

Формообразование продольного фасонного профиля и поперечного П-образного профиля производят в штампе на специальных прессах. На КЗТШ формообразование осуществляют на том же прессе К 4548, после его переналадки с операции раскроя-пробивки.

Следует отметить, что при изгибе развертки лонжерона в штампе, контакт между рабочим инструментом и заготовкой происходит по всей ее длине, что требует для длинномерных изделий значительных усилий формообразования. При этом точность и качество формообразования невысоки из-за больших размеров технологической оснастки (длина штампов достигает 10 м.), а также неизбежности образования различного рода дефектов (разрывы, складкообразование и т.д.).

Новым способом лонжерон изготавливается методом непрерывного поступательного формообразования роликами особой формы (т.е. протягивается между ними, см. Рис. 1.). Ролики имеют возможность перемещения перпендикулярно основной оси лонжерона, чем и обеспечивается идеальная форма изделия. Было проведено моделирование процесса изготовления лонжерона автомобиля МАЗ по новой технологии с масштабом моделирования (М 1:5) и с соблюдением условия подобия процессов пластической деформации. Изготовление лонжерона автомобиля по новой технологии повышает качество изделия за счет повышения размерной точности, чистоты поверхности и создания наклепанного слоя в локализованных очагах деформации подгиба полок, что способствует повышению эксплутационных свойств.

Лонжерон автомобиля МАЗ, полученный по известному способу, имеет размерную точность соответствующую 16-17 квалитетам. Модель лонжерона автомобиля МАЗ, полученная по заявленному способу, идеально повторяла профиль и размеры стола-оправки, что позволяет прогнозировать высокую размерную точность: по профилю до 8 квалитета точности и по длине в пределах 10-12 квалитетов точности.

Шероховатость поверхности лонжерона, полученного по известному способу, осталась на уровне шероховатости исходной развертки. Чистота наружных поверхностей полок лонжерона, полученного по заявленному способу, уменьшилась на два класса.

На моделях лонжеронов, полученных по заявленному способу, отсутствуют какие-либо дефекты поверхностного слоя, характерные для известного способа (разрывы, микротрещины, складкообразование и т.д.). Последовательное непрерывное профилирование развертки из листовой с покрытием заготовки обкаткой по переходам позволило получить на модели лонжерона продольный фасонный профиль и П-образный профиль поперечного сечения без единой царапины.

Производительность процесса изготовления лонжерона автомобиля по заявляемому способу в сравнении с известным способом увеличивается в 1,5-2 раза за счет исключения целого ряда промежуточных вспомогательных операций, связанных с переналадкой формообразующего оборудования, транспортированием и межоперационным складированием развертки.

Сама машина имеет следующие преимущества:

·     Не требуется специальный фундамент, все усилия замкнуты внутри рамы.

·     Конструкция проста и надежна.

·     Универсальная оснастка.

·     Инструмент прост и дешев в изготовлении.

·     Управляется компьютером и не требует вмешательства человека.

Рис. 1. Автомат для изготовления автомобильного лонжерона

1 - заготовки; 2 - подающий стол; 3 - гибочное устройство; 4 - принимающий стол; 5 - готовые изделия; 6 - электротехнический шкаф системы автоматического управления; 7 - пульт управления