Устройство для изготовления каркасной конструкции из композиционного материала

 

Использование: изобретение относится к оснастке для изготовления каркасных монолитных конструкций из композиционных материалов и может найти применение в авиа-, судои машиностроении. Существо изобретения: в устройстве жесткие оправки с вакуумными мешками устанавливают только по месту расположения силовых нервюр , обеспечивая возможность точной установки узлов навески, а в остальных местах располагают полужесткие легкие надувные гермооправки без вакуумных мешков. В тело полужестких оправок заформованы прижймн ые пластины. Устройство снабжено съемным перемещающимся по раме приспособлением для сборки оправок и их технологической фиксации, что обеспечивает точную :и нетрудоемкую установку нервюр при малой массе технологических оправок, 1 з.п. ф-лы, 7 ил. ел с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

6у- "

„ 12ч /

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4909369/05 (22) 10,12.90 (46) 23.04.93. Бюл, Рл 15 (71) Киевский механический завод им; О. К.

Антонова и Украинский филиал Научно-исследовательского института авиационной технологии и организации производства (72) А. В. Страшинский, В, С, Петропольский, B.e,3àáàøòà, Н.Ф.Шульга и Д,Н,Скрябина (56) Экспрессинформация, Авиастроение, 1.984, N. 1, с, 12 — 15, (54) УСТРОЙСТВО, ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

КАРКАСНОЙ КОНСТРУКЦИИ ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА (57) Использование; изобретение относится к оснастке для изготовления каркасных монолитных конструкций из композиционных

Изобретение относится к оборудова нию для изготовления каркасных конструкций из композиционных материалов и может быть использовано в различных отраслях техники и в первую очередь, при изготовлении рулевых поверхностей.

На фиг. 1 показана каркасная монолитная многонервюрная конструкция из композитов, к которой по местам установки силовых нервюр присоединяются металлические узлы навески; на фиг, 2 — устройство для выкладки и автоклавного формованил указанной на фиг. 1 конструкции; па фиг, 3 — эластичные (полужесткие) формообразующие оправки с выкладываемыми заготовками нервюр двутаврового сечения; на фиг, 4 — жесткая металлическая оправка, на которую перед выклейкой одевается вакуумный мешок; на фиг, 5 — элементы эластичной формообразующей оправки; на фиг. 6 — же„„ Ц„„1810288 А1 (si)s В 29 С 43/20, 43/12//В 29 1 9:00

2 материалов и может найти применение в авиа-, судо- и машиностроении, Существо изобретения; в устройстве жесткие оправки с вакуумными мешками устанавливают только по месту расположения силовых нервюр, обеспечивая воэможность точной установки узлов навески, а в остальных местах располагают полужесткие легкие надувные гермооправки без вакуумных мешков, В тело полужестких оправок заформованы прижймные пластины. Устройство снабжено сьемным перемещающимся по раме приспособлением для сборки справок и их технологической фиксации, что обеспечивает точную .и йетрудоемкую установку нервюр при малой массе технологических оправок.

1 з,r>. ф-лы, 7 ил, сткая торцовая стенка; на фиг. 7 — установка и герметйзация вакуумных мешков, общий вид.: . Qo

Каркасная монолитная конструкция из композитов обычно состоит иэ наружной 1 и нижней 2 обшивок, силовых нервюр 3, расположенных по местам установки металлических узлов навески, рядовых (силовых) нервюр 4 и профиля хвостовой части 5, В полостях М, образуемых парами силовых нервюр и в полостях Р, образуемых рядовыми нервюрами, располагаются при форма- а вании извлекаемые внутренние оправки, при этом силовые нервюры должны быть установлены точно, Устройство состоит из рамы 6, верхнего

7 и нижнего. 8 формообразующих листов, жестких формообразующих:„" .1еталлических . оправок 9, расположенных в поло"тях M каркаса (фиг. 1); эластичных формообраэу1810288 ющих справок 10, расположенных в полостях "P" каркаса; приспособления 11 для сборки и технологической фиксации оправок; двух торцевых опорных стоек 12, К листам 7 и 8 через отверстия 13 и 14 крепятся жесткие металлические оправки 9 и торцевые опорные стойки 12, По краям рамы 6 имеются направляющие 15 для передвижения по ним и фиксаций приспособ10 ления 11

Оправки 9 и 10 предназначены для выкладки заготовок элементов нервюр, в том числе верхних 16 и 17, а также нижних 18 и

19 уголков, правой 20 и левой 21 полустенок нервюр.

Жесткие металлические оправки 9 с целью облегчения выполнены пустотЕлыми и имеют элементы 22 для механического крепления к верхнему 7 и нижнему 8 формо20 образующим листам, несколько выходят за обрез 23 обшивки каркаса, Эластичные оправки 10 имеют многоцелевое назначение. С одной стороны, будучи достаточно устойчивыми, позволяют производить на них операцию выкладки загото-. 25 вок нервюр, с другой стороны, будучи надувными, позволяют производить опрессовку композитной конструкции под внутренним давлением, 30

Эластичные оправки 10 состоят из пространственно-устойчивого неметаллического полого корпуса 24 с заформованными по рабочим плоскостям прижимнь|ми пластинками 24 и жесткой торцевой стенки 26. Корпус имеет относительно среза 25 обшивки

50 стенкой 26 при помощи жгута 27, например, марки 51-Г-26 ТУ 400-1-411-90-85 и стяжн ого хомута 28. Стенка 26 изготовлена из металлического листа. например, марки АМЦ толщиной 2,5 мм, и имеет замкнутую коробчатую форму с дном 29, наклонными бортами 30, на которых выполнена зиговка

31; По центру дна установлен штуцер 32, через который во внутрь оправки подается давление, Наклон стенок и зиговка необхо- димы для возможности плотной укладки onкаркаса дополнительный участок протяженностью примерно 100 мм для возможности функционирования эластичных оправок..

Полый корпус 24 получают следующим образом, На деревянную болванку уклады- 40 вают лист сырой резины, например, марки

"181".ТУ 105.995-87 толщиной 0,8 мм, затем по рабочим поверхностям укладывают другие прижимные пластины 25, например из

КАСТ, а ГОСТ 10292-74 толщиной 1 мм, а 45 затем снова лист сырой резины 0,8 мм, После вулканизации толщина стеики корпуса составляет 2,5 ... 2,8 мм, Корпус 24 соединен с жесткой торцевой равок по дистанции и для надежной герметизации места соединения "корпус-торцовая стенка". Эластичные оправки 10 по сравнению с алюминиевыми обеспечивают снижение массы в 5 ... 7 раз.

На металлических оправках 9 устанавливают вакуумные мешки 33, например, из ткани АТОМ-1 ТУ 17-21-91-76. Небольшие куски ткани 34 приклеены к внутренней стороне бортов 30 и присоединены к внутренним мешкам 33 и к общему наружному вакуумному мешку 35, создавая замкнутую полость, к которой подключена вакуумная система автоклава, Склейку мешков производят с помощью липкого жгута 36, например марки 51-726:

Устройство работает следующим образом, На верхней 7 и нижней 8 формующие листы укладывают заготовки обшивок каркаса 1 и 2, например из углепластика марки

КМУ-11, На раме 6 устройства устанавливают приспособление 11, перемещаемое по направляющим 15, На внутренних оправках

9 и 10 производят выкладку заготовок нервюр; при этом на оправки 9 предварительно одевают вакуумные мешки, Оправки поочередно поджимают по бо-, ковым сторонам к торцевой стойке 12 с помощью приспособления 11 и в это время в одной или нескольких эластичных оправках создают. вакуум до 0,3 кг/см2. Оправки за счет поджима и вакуумного разрежения точно устанавливаются в требуемых местах, После установки всех оправок с выложенными заготовками нервюр на нижнем формовочном листе 8 с пакетом обшивки 2, устанавливают профиль 5 по задней кромке, а затем верхний формовочный лист 7 с пакетом обшивки 1. Жесткие металлические оправки 9 дополнительно крепят к верхнему листу 7.

После сборки каркасной конструкции и герметизации места стыка внутренних оправок между собой, производят установку и склейку вакуумного мешка 35, который за- тем склеивают с помощью липкого жгута с внутренними мешками 33 и присоединяют к раме 6.

В автоклаве сжатый воздух через штуцер 32 попадает во внутрь оправок 10, в результате их расширения происходит формование композитных элементов каркаса.

Одновременно давление попадает .и под мешки 33, установленные на металлических оправках 9 и эти мешки также производят опрессовку каркаса.

После автоклавного формования каркаса снимают верхний лист 7, затем извлекают палужесткие оправки 10, для чего внутри их

1810288 кратковременно создают небольшое разрежение (до 0,3 кГ/см ), в результате чего они отходят от отпрессованных стенок каркаса.

В последнюю очередь извлекают оправки 9 и,каркас снимают с нижнего листа 8.. 5

Данное устройство менее металлоемко, позволяет сократить цикл формования и обеспечивает получение более качественных изделий.

Формула изобретения . 10

1, Устройство для изготовления каркасной конструкции из композиционного материала, включающее смонтированные на раме и соединенные торцовыми стойками верхнюю и нижнюю формообразующие 15 плиты, установленные между ними жесткие, оправки, прижимные пластины и вакуумный мешок, отл и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено выполненными из эластичного листового материала оправками в виде полого корпуса с эаформованными по рабочим плоскостям прижимными пластйнами, расположенными между жесткими оправками, а также приспособлением для сборки и фиксации оправок, установленным на раме с возможностью перемещения.

2.Устройство по и. 1, отл и ч а ю ще ес я тем, что корпус оправки иэ эластичного листового материала выполнен с жесткой торцовой стенкой, имеющей наклонные борта с зиговкой и штуцер для подвода давления, 1810288

1810288

1810288

Составитель M.Îñèïîâà

Техред М,Моргентал Корректор А.Мотыль

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 1416 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5