Технология изготовления деталей летательных аппаратов

Министерство образования и науки Российской Федерации 

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 

 
 
 
 
 
 
 
Л.В. ПЕТУНЬКИНА, Н.В. КУРЛАЕВ, К.Н. БОБИН 
 
 
 
 
 
ТЕХНОЛОГИЯ 
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ 
ЛЕТАТЕЛЬНЫХ 
АППАРАТОВ 
 
 
Учебно-методическое пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
НОВОСИБИРСК 
2015 

УДК 629.7.02(075.8) 
         П 314 
 
 
Рецензенты: 
главный технолог ВАТ филиала ОАО «Компания “Сухой”»  
«НАЗ им. В.П. Чкалова» А.А. Франк, 
начальник отдела филиала ОАО «Компания “Сухой”»  
«НАЗ им. В.П. Чкалова» Н.В. Папонин 
 
Петунькина Л.В. 
П 314  
Технология изготовления деталей летательных аппаратов : учеб.-метод. 
пособие / Л.В. Петунькина, Н.В. Курлаев, К.Н. Бобин. – Новосибирск :  
Изд-во НГТУ, 2015. – 90 с. 

ISBN 978-5-7782-2647-0 

В настоящем пособии даны указания и рекомендации к выполнению разделов курсового проекта (работы) на тему «Технологическая подготовка производства детали». 
Наиболее подробно рассмотрены разделы: Разработка технологического процесса, в 
котором выбираются способы формообразования и раскроя, а также оборудование и вид 
оснастки (конструктивная схема) для выполнения операций, выполняются необходимые 
расчёты; Проектирование технологической оснастки, в котором на основе разработанного в предыдущем разделе технического задания конструируется штамповая оснастка 
для разделительных и формоизменяющих операций. 
Пособие поможет студентам самостоятельно принимать технические решения при 
проектировании технологического процесса и штамповой оснастки, обеспечивающие 
требуемое качество изделий, высокую производительность, стойкость оснастки и безопасность в работе.  
 
 
Работа подготовлена на кафедре самолёто- и вертолётостроения  
и утверждена Редакционно-издательским советом университета  
в качестве учебно-методического пособия 
 
 
 
 
 
УДК 629.7.02(075.8) 
 
ISBN 978-5-7782-2647-0 
 Петунькина Л.В., Курлаев Н.В.,  
 
    Бобин К.Н., 2015 
 
 Новосибирский государственный 
 
     технический университет, 2015 

ОГЛАВЛЕНИЕ 
 

1. Общие требования ...............................................................................................................4 

1.1. Цели курсового проектирования: ...............................................................................4 
1.2. Задание на курсовое проектирование .........................................................................4 
1.3. Содержание и объём курсового проекта (работы) ....................................................4 
1.4. Оформление курсового проекта (работы) ..................................................................5 

2. Методические указания по выполнению отдельных разделов курсового 
проекта (работы). ................................................................................................................6 

2.1. Введение ........................................................................................................................6 
2.2. Конструктивно-технологический анализ исходных данных ...................................6 
2.3. Разработка технологического процесса изготовления детали .................................9 
2.3.1. Определение типа производства .......................................................................9 
2.3.2. Выбор способа и оборудования для формообразования ..............................10 
2.3.3. Выбор способа и оборудования для операций раскроя ................................18 
2.4. Проектирование технологической оснастки ...........................................................24 
2.4.1. Классификация штампов и их конструктивных элементов .........................25 
2.4.2. Проектирование штампов для разделительных операций ...........................35 
2.4.3. Проектирование гибочных штампов ..............................................................46 
2.4.4. Проектирование вытяжных штампов .............................................................49 
2.5. Охрана труда ...............................................................................................................52 
2.6. Заключение ..................................................................................................................52 

Библиографический список ....................................................................................................53 

Приложения ..............................................................................................................................54 

 
 
 
 
 
 
 

1. ОБЩИЕ  ТРЕБОВАНИЯ 

1.1. ЦЕЛИ  КУРСОВОГО  ПРОЕКТИРОВАНИЯ: 

• Закрепление теоретических знаний. 
• Приобретение навыков работы со справочной и нормативной литературой; 
• Приобретение умений и навыков принятия самостоятельных решений при 
выборе способа изготовления деталей летательных аппаратов и инструмента для 
выполнения операций технологического процесса. 
• Приобретение умений оформления карт технологического процесса. 
• Приобретение умений проектирования технологической (штамповой) 
оснастки. 

1.2. ЗАДАНИЕ  НА  КУРСОВОЕ  ПРОЕКТИРОВАНИЕ 

Задание оформляется на бланке установленного образца. В нем указываются 
наименование (номер) детали, годовая программа выпуска деталей; наименование технологической оснастки, подлежащей проектированию. К заданию прилагается рабочий чертёж детали.  
Отдельные положения задания могут быть уточнены руководителем курсового проекта (работы). 

1.3. СОДЕРЖАНИЕ  И  ОБЪЁМ  КУРСОВОГО  ПРОЕКТА  (РАБОТЫ) 

Курсовой проект (работа) состоит из текстовой части (пояснительной записки (ПЗ) объёмом не менее 30 (25) листов формата А4 печатного текста и графической части (чертежи, схемы) согласно заданию в объёме двух листов (для курсовой работы – один лист) формата А1. 
Пояснительная записка должна содержать следующие разделы. 
• Введение. 
• Конструктивно-технологический анализ исходных данных. 
• Разработка технологического процесса изготовления детали. 
• Проектирование технологической оснастки. 

• Охрана труда. 
• Заключение. 
• Литература. 
• Карты технологического процесса. 

1.4. ОФОРМЛЕНИЕ  КУРСОВОГО  ПРОЕКТА  (РАБОТЫ) 

Пояснительная записка (ПЗ) должна иметь титульный лист, считающийся 
первым; оформленное задание (на типовом бланке); содержание – это третий 
лист, где перечисляются все разделы и подразделы ПЗ с указанием номеров соответствующих листов, причём он должен иметь рамку и основную надпись по 
форме 2 (ГОСТ 2. 104–68); затем – основной текст, после которого размещают 
список использованных источников и приложения (технологическая документация, спецификации к чертежам и др.). Все листы ПЗ, расположенные после третьего, должны иметь рамку и основную надпись по форме 2а, за исключением документации, оформленной на специальных бланках. 
Все расчёты должны быть выполнены в единицах, указанных при расшифровке формул (в машиностроении размеры на чертежах указываются в миллиметрах (мм), поэтому расчёты удобнее выполнять без перевода в метры (м). Конечные результаты должны быть записаны с точностью, соответствующей 
точности исходных данных. Все формулы, встречающиеся в ПЗ, должны быть 
пронумерованы и оформлены по соответствующим правилам. Все используемые 
иллюстрации (рисунки, схемы, графики и т. п.) именуются рисунками и должны 
иметь подрисуночную подпись, состоящую из порядкового номера рисунка (для 
обязательной ссылки в тексте), его названия и при необходимости обозначения 
его частей. Пояснительные записки оформляются в соответствии с методическими указаниями.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ  УКАЗАНИЯ  
ПО  ВЫПОЛНЕНИЮ  ОТДЕЛЬНЫХ  РАЗДЕЛОВ  
КУРСОВОГО  ПРОЕКТА  (РАБОТЫ) 

2.1. ВВЕДЕНИЕ 

В разделе раскрываются актуальность и значение темы, например: цели и задачи технологической подготовки производства (ТПП); работы, выполняемые в 
процессе ТПП в самолётостроении. 
В данном курсовом проекте (работе) выполняется часть технологической 
подготовки производства, а именно: разработка технологического процесса; расчёт потребности в материале на заданную программу выпуска (КИМ); выбор 
оборудования и инструмента для выполнения операций, включая контрольные; 
проектирование технологической оснастки. 
По структуре введение должно представлять целостный текст, как правило, 
без нумерации основных положений. Объём данного раздела не должен превышать двух листов печатного текста. 

2.2. КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ  АНАЛИЗ  
ИСХОДНЫХ  ДАННЫХ 

Исходными данными для разработки технологического процесса изготовления детали являются: чертёж детали, технические условия (ТУ) поставки детали 
на сборку, данные по программе выпуска – это базовая информация; информация, содержащаяся в стандартах, производственных и технологических инструкциях, руководящих технических материалах (РТМ), а также в паспортах на оборудование, – это руководящая информация.  
В этом разделе на основе анализа исходной информации необходимо сделать 
вывод о технологичности конструкции детали.  
Под производственной технологичностью понимаются свойства конструкции 
детали, позволяющие применить при её изготовлении прогрессивные технологические процессы и обеспечить высокое качество при минимальных затратах труда и времени. Производственная технологичность конструкции проявляется  

в сокращении времени и средств на конструкторскую и технологическую подготовку производства нового изделия, на процессы изготовления изделия, организацию и управление процессом производства. 
Общие требования к технологичности конструкции: 
• возможно более широкое применение в конструкции детали стандартных 
элементов (подсечек, отбортовок, радиусов скругления и гиба, пазов и отверстий 
и т. п.); 
• возможна большая унификация (повторяемость) элементов конструкции; 
• возможна большая простота форм элементов конструкции (в большинстве 
случаев, чем проще форма объекта обработки, тем легче механизировать технологический процесс); 
• применение легкообрабатываемых материалов; 
• возможны менее жёсткие требования к точности и чистоте поверхностей 
элементов конструкции (снижение точностных требований в большинстве случаев сопровождается резким снижением трудоёмкости и удешевлением изготовления). 
Существуют критерии оценки технологичности деталей, зависящие от способа формообразования. Так, для гнутых деталей таким критерием служит минимально допустимый радиус гибки (табл. 1); кроме того, отверстия не должны попадать в зону сжатия-растяжения, чтобы избежать искажения. В противном 
случае отверстие следует пробивать после гибки.  
Т а б л иц а  1 

Минимальные радиусы r  при гибке листовых заготовок в долях S 

Материал 

Состояние материала 

Отожжённый  
или нормализованный 
Наклёпанный  
(нагартованный) 

Расположение линии гибки

поперёк 
волокон  
проката

вдоль 

волокон  
проката

поперёк 
волокон  
проката

вдоль 

волокон 
проката

Сталь:
05; 08кп;
–
0,3
0,2
0,5

08; 10; Ст.1; Ст.2
–
0,4
0,4
0,8

15; 20; Ст.3
0,1
0,5
0,5
1,0

25; 30; Ст.4
0,2
0,6
0,6
1,2

35; 40; Ст.5
0,3
0,8
1,0
1,5

45; 50; Ст.6
0,5
1,0
1,0
1,7

Сталь нержавеющая
–
–
2,5
6,5

О к о н ч а н и е т а б л. 1 

Материал 

Состояние материала 

Отожжённый  
или нормализованный 
Наклёпанный  
(нагартованный) 

Расположение линии гибки

поперёк 
волокон  
проката

вдоль 

волокон  
проката

поперёк 
волокон  
проката

вдоль 

волокон 
проката

Медь М1, М2, М3
Латунь Л62, Л68 
Латунь ЛС59-1 
Алюминий, АмцМ 
Алюминиевые сплавы 
Д16М 
Д16Т 
Титановые сплавы 
ВТ1-00, ВТ1-0 
Вт1-1 
ОТ4-0 
ОТ4-1 
ОТ4 
ВТ5 

0
0 
0,2 
0 
 
1,0 
2,0 
 
2,0 
2,5 
2,2 
2,5 
3,0 
5,0

0,5
0,4 
0,5 
0,4 
 
1,5 
3,0 
 
2,5 
3,0 
2,5 
2,8 
3,2 
6,0

1,0
0,5 
0,8 
0,5 
 
1,5 
3,0 
 
– 
– 
– 
– 
– 
–

2,0
0,8 
1,4 
0,8 
 
2,5 
4,0 
 
– 
– 
– 
– 
– 
–

 
Примечания. 1. Для гибки под углом до 45° к направлению проката следует брать средние промежуточные значения r   в зависимости от угла наклона линий гибки. 
2. Если имеются заусенцы, расположенные на наружной стороне детали, значения радиуса 
гибки следует увеличивать в 1,5…2,0 раза. 
3. Когда угол гибки составляет 120…150°, приведённые значения следует умножать на 
1,2…1,3, а если меньше 90°, то на 0,8. 
 
Основное требование к деталям, изготовляемым вытяжкой, – это наличие 
плавных сопряжений между стенками (для коробчатых деталей), а также между 
стенками и дном детали, между стенками и фланцем. Кромка отверстий, расположенных во фланце и в донышке, должна находиться за пределами криволинейной поверхности (в плоской части донышка или фланца). Для круговой цилиндрической детали, получаемой вытяжкой из листового металла, при толщине 
листа S менее 6 мм наименьшие значения радиусов сопряжения между стенкой и 
донышком (в штампе это радиус скругления пуансона rп) равны (2–3)S и радиусов сопряжения между стенкой и фланцем (в штампе это радиус скругления матрицы rм) равны 2S. 
При выполнении заданных условий вытяжка в штампе может быть выполнена без дополнительной операции калибровки. Трудоёмкость изготовления дета

лей вытяжкой в штампе зависит не только от конструкции, но в значительной 
степени от технологических свойств материала деталей (степень уменьшения 
диаметра вытяжки за операцию, возможность выполнения операции при комнатной температуре или с нагревом). 
Раздел должен содержать: 
• описание геометрического образа детали; 
• анализ технических требований чертежа (термообработка, покрытие, способы маркировки и клеймения, допустимые отклонения размеров и т. п.) и технических условий (ТУ) поставки детали на сборку; 
• технологические и механические свойства материала детали;  
• оценку технологичности конструкции детали при заданных требованиях к 
точности изготовления, шероховатости обрабатываемых поверхностей, геометрическим параметрам и свойствам материала детали с обоснованием влияния 
каждого на технологичность (например, шероховатость по обрезам влияет на 
возможность применения наиболее производительного способа обрезки фланца 
или торца детали, а именно штамповки; расположение отверстий в бортах и стенках детали одинарной кривизны влияет на возможность получения их в развёртке, что значительно снижает трудоёмкость изготовления детали, и т. д.). 

2.3. РАЗРАБОТКА  ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО  ПРОЦЕССА  
ИЗГОТОВЛЕНИЯ  ДЕТАЛИ 

В зависимости от габаритных размеров и конструкции детали, а также от типа производства выбирается способ формообразования, способ получения развёртки детали, способ раскроя листа на полосы и т. п.  

2.3.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА 

Тип производства определяется в зависимости от ряда факторов, основной из 
которых – производственная программа, а также габаритные размеры и конструкция деталей. 
В зависимости от указанных факторов производство может быть единичным, 
серийным (мелкосерийным, среднесерийным или крупносерийным) или массовым (ГОСТ 14.004–74). Тип производства в значительной степени влияет на построение технологического процесса и степень конструктивной сложности штамповой оснастки, обеспечивающей его выполнение.  
При курсовом проектировании тип производства ориентировочно можно 
определить по величине заданной годовой программы выпуска детали, её габаритным размерам и сложности формы. Зависимость типа производства от 
названных факторов приведена в табл. 2. Например, если деталь размерами 
80×140 мм и простой формы, а годовая программа составляет 10 000 штук, то согласно таблице производство среднесерийное.  

Та б л и ца  2 

Определение типа производства 

Габаритные размеры 
деталей, мм 

Степень сложности 
формы 

Величина годовой программы выпуска, шт.

Единичное 
производство 

Мелкосерийное 
производство 

Среднесерийное 
производство 

Крупносерийное 
производство 

Массовое  
производство 

До 80 × 80 
Простая 
сложная
До 10 
От 10 
до 2000

2000

до 50 000

50 000 

до 500 000

Свыше 
500 000

От 80 × 80 
до 
300 × 300 

Простая 
До 10 
От 10 
до 1000

1000 

до 25 000

От 25 000 
до 250 000

Свыше 
250 000

Сложная 
До 10 
От 10 
до 500

От 500 

до 13 000

От 13 000 
до 125 000

Свыше 
125 000

 

2.3.2. ВЫБОР  СПОСОБА  И  ОБОРУДОВАНИЯ   
ДЛЯ  ФОРМООБРАЗОВАНИЯ 

Детали одинарной кривизны изготовляются гибкой. Мелкогабаритные детали 
(до 300 × 300) изготовляются гибкой в штампах различной конструкции. В зависимости от конструкции детали выбирается конструктивная схема гибочного 
штампа (рис. 1). 
Для Г-образной гибки наиболее часто используются конструктивные схемы а 
и б. Фиксация развёртки детали на матрице при Г-образной гибке, как правило, 
выполняется на наружный контур с помощью трафаретов. 
Для П-образной гибки чаще других используются конструктивные схемы в и 
г, приведённые далее. Фиксация развёртки детали на матрице может выполняться 
как на контур с помощью трафаретов, так и на отверстия с помощью фиксаторов, 
устанавливаемых в подпружиненный упор (выталкиватель). 
При достаточно надёжной фиксации развёртки детали в штампе (ориентации 
развёртки относительно матрицы и пуансона) припуски по контуру не нужны, так 
как смещение исключено и при чистом изгибе не происходит утяжки материала. 
Конструктивная схема штампа влияет на расчёт усилия и, следовательно, на 
выбор пресса для выполнения операции. 
Основные критерии выбора пресса: 
• тип пресса (механический или гидравлический); 
• расчётное усилие пресса; 

• допустимая закрытая высота штампа; 
• размеры стола; 
• ход ползуна пресса. 
 

   
 
 
а  
б 

   
 
 
в 
г  

Рис. 1. Конструктивные схемы гибочных штампов: 

 а – свободная гибка; б – гибка с подчеканкой (калибровкой); в – гибка  
с подпружиненным упором (выталкивателем) и учётом пружинения α;  
                       г – гибка с чеканящими кромками на пуансоне 

Усилие свободной гибки (рис. 1, а) рассчитывается по формуле 

 
Pc.г = 1,25KгВSσв,  
(1) 

где Рс.г – усилие свободной гибки, Н; 
1,25 – коэффициент запаса, учитывающий неоднородность материала; 
Kг – коэффициент, зависящий от отношения радиуса гиба к толщине материала (r/S), определяемый по табл. 3;